Gluconeogénesis. Precursores glucogénicos. Etapas y reacciones

Bioquímica-07
Tema 33.-Gluconeogénesis. Precursores glucogénicos. Etapas y reacciones de la conversión del piruvato
en glucosa. Regulación. Ciclos fútiles. Ciclo de Cori.
Mathews & van Holde.- cap. 16, págs. 627 hasta 641.
La glucosa es imprescindible para el cerebro (120 g/día), las RBCs, los testículos y la médula renal, entre otros. La
glucosa puede sintetizarse a partir de precursores glucídicos y no glucídicos, en un proceso conocido como gluconeogénesis (en
algunos textos se le nombra como glucogénesis), en tejidos como el hígado, la corteza renal, plantas y microorganismos.
La gluconeogénesis convierte el piruvato en glucosa, pero NO ES LA SIMPLE INVERSIÓN de la vía glucolítica.
Los precursores mas importantes son el lactato, algunos aminoácidos y glicerol, que se incorporan a la vía
gluconeogénica a nivel de PIRUVATO, OXALACETATO Y DIHIDROXIACETONA-FOSFATO, respectivamente.
La sección de esta ruta metabólica que convierte el fosfoenolpiruvato en glucosa-6-P es común en la conversión
biosintética de muchos precursores diferentes en glúcidos, tanto en animales como en plantas
De las cuatro reacciones propias de esta vía, tres son irreversibles (*) y se sitúan al nivel de las tambien irreversibles de
la glucolisis. Están catalizadas por: (*)
Piruvato carboxilasa (*)
PEP carboxi quinasa
F-1,6-Bisfosfatasa ( *)
G-6-fosfatasa (*)
Las siete reacciones restantes son reversibles y comunes con las de la glucolisis.
Las enzimas de la gluconeogénesis son citosólicas, excepto la piruvato carboxilasa (mitocondrial) y la glucosa-6-fosfatasa
(retículo endoplásmico).
ESQUEMA GENERAL DE LA GLUCONEOGÉNESIS
2 PRIMERAS REACCIONES
piruvato
oxalacetato
BIOTINA
ENZIMA
La piruvato carboxilasa contiene BIOTINA como grupo prostético y actúa en el
interior mitocondrial.
PIRUVATO + CO2 + ATP
Oxalacetato + ADP + Pi +
H+
1) E-Biotina +CO2 + ATP
E-Biotina-Carboxi +ADP+ Pi
2) E-Biotina-Carboxi + PIRUVATO
Oxalacetato (OA) + E-Biotina,
el OA debe salir de la mitocôndria
Lanzadera OA-malato
OAmitocondria
NADH
MAL
MAL
membrana
+
NAD
1
OAcitosol
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METABOLITOS PRECURSORES que la alimentan
Esta vía metabólica es muy abundante en el hígado y, en menor medida,
en el riñón; ayudando estos tejidos a mantener los niveles de glucosa en
sangre de modo que el cerebro y el músculo esquelético puedan obtener
glucosa para atender sus demandas metabólicas.
ESTEQUIOMETRÍA de la gluconeogénesis es:
2 piruvato + 4ATP + 2GTP + 2 NADH + 6 H2O ------>
glucosa + 4ADP + 2GDP + 6 Pi + 2 NAD+ + 2H+
∆Go' = -9 Kcal/mol
El lactato puede fácilmente convertirse en piruvato. En la síntesis de
glucosa a partir de piruvato se consumen 6 enlaces fosfato de alta energía,
cuatro mas de los que se producen en la degradación de glucosa por la
glucolisis.
La reacción inversa a la glucolisis, que no se produce, sería:
2 piruvato + 2ATP + 2 NADH + 2 H2O --->
glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+
∆ Go' = +20 Kcal/mol
CICLOS FÚTILES: Los ciclos fútiles o ciclos de sustrato
consumen ATP, amplifican las señales metabólicas y producen calor. No se producen fisiológicamente gracias a la regulación
conjunta de ambas vías: glucolítica y gluconeogénica.
REGULACIÓN:
La gluconeogénesis y la glucolisis se regulan conjuntamente y de forma recíproca.
El control se realiza por nivel de
metabolitos y por control hormonal.
El control por metabolitos se ejerce
(activación o inhibición ) sobre las enzimas
reguladoras en cada una de las vías.
Los niveles de AMP y F-2,6-BP son los
metabolitos que regulan conjuntamente
las dos vías (ver esquema).
La gluconeogénesis se ve favorecida cuando
abundan las moléculas oxidables (piruvato,
oxalacetato, etc.) y la energía (ATP).
El control hormonal se efectúa mediante
fosforilaciones-defosforilaciones de las
enzimas, que modifican la actividad de las
mismas.
La acción hormonal
promueve
fosforilación de la enzima bifuncional:
la
PFK2-F2,6_BPasa
Y asi se activa la F-2.6BPasa, que degrada
la F2,6-BP y en consecuencia se suspende
la activación de la glucólisis y se suspende
la inhibición de la gluconeogénesis.
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VER ESQUEMA SIGUIENTE.
Ciclo de CORI.El músculo obtiene ATP a partir de la glucolisis.
Cuando las condiciones del ejercicio son anaeróbicas
la glucosa se degrada a lactato.
El lactato es exportado a la circulación. y es captado
por el hígado. El hígado sintetiza glucosa de nuevo a
partir de lactato por la ruta gluconeogénica.
glucolis
gluconeogénesis
Variación isoenzimática: La LDH de músculo (M4)
tiene alta afinidad por piruvato y la LDH de hígado,
mantiene mayor afinidad por el lactato para así iniciar
la gluconeogénesis.
El coste energético es de 4 enlaces P/ cada glucosa
que recorre el ciclo glicolítico-gluconeogénico.
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