Clase 13, 15,16 Metab.Glúcidos 2010

Metabolismo de Hidratos de Carbono
Los glúcidos que contiene nuestro organismo proceden
tanto de la dieta como del metabolismo interno.
Tanto en el hígado, como en la corteza renal se forman
glúcidos, a partir de aminoácidos glucogénicos y
desde el glicerol de las grasas.
Los glúcidos de la dieta deben ser digeridos hasta
monosacáridos para que puedan ser absorbidos
hacia la sangre.
La hidrólisis de los polisacáridos la efectúan la aamilasa salivar y pancreática. Los disacaridos son
hidrolizados por las disacaridasas de las células
intestinales.
Los monosacaridos absorbidos pueden interconvertirse
dentro de la célula
La glucolisis es la vía de degradación de
monosacaridos
Esquema general del metabolismo
de carbohidratos
Glucógeno
Glucogenolisis
Glucogenogénesis
Interconversion de exosas
Ruta de pentosas-P
Glucosa
Glucolisis
Gluconeogénesis
Ciertos aminoácidos
Piruvato
Cadena
Respiratoria
(Transporte electrónico
mitocondrial)
Ciclo de
Krebs
Acidos grasos
Productos finales
CO2 + H2O + ATP
glucosa (en forma anaeróbica) hasta dos moléculas de piruvato, produciéndose
energía en forma de ATP y la coenzima reducida NADH (dador de e-).
La ruta esta formada por diez reacciones enzimáticas: 3 irreversibles y 7
reversibles
Es una ruta metabólica universalmente distribuida en todos los organismos y
células.
-Se considera que tiene 3 fases o etapas:
a) Preparatoria: Tres reacciones: dos son de fosforilación y consumen 2 ATP por
molécula de glucosa. Se atrapa la glucosa fosfatandola y se desestabiliza,
b) La ruptura de la hexosa (fructusa)-BisPosfato acaba en 2 moléculas de 3
carbonos: eventualmente 2 moléculas de gliceraldehido-3-P.
c ) De beneficios: Oxidación del gliceraldehido-3-fosfato (x 2) hasta piruvato (x 2)
y formación acoplada de ATP en 2 de las reacciones, en total se forman 4 ATP y
2 NADH.
BALANCE Energético POSITIVO = 2 ATP Y 2 NADH!!
Balance global: Glucosa + 2 ADP + 2 NAD+ ------> 2 piruvato + 2 ATP + 2
NADH
Reacciones de la
GLUCOLISIS
Fosforilaciones a nivel de sustrato!!
Reacciones de la
GLUCONEOGÉNESIS
Regulación
de la
Glucólisis y la
gluconeogéne
sis
Se realiza
sobre las
enzimas que
catalizan
reacciones
irreversibles.
Niveles altos
de glucosa en
sangre
Piruvatokinasa
fosforilada
(menos activa)
Piruvato kinasa
desfosforilada
(más activa)
Niveles bajos
de glucosa en
sangre
X
En anaerobiosis mantiene la glicolisis operativa
La ventaja de las fermentaciones anaerobias es que no se bloquee
completamente el catabolismo en ausencia de oxígeno, permitiendo al
organismo obtener energía, aunque sea poca, en esas condiciones.
Ciclo de Cori
GLUCONEOGENESI
S
GLUCOLISIS
VASOS
SANGUÍNEOS
Otros combustibles entran en la glicólisis
Intermediario de la sintesis de enlaces
glicosidicos
Glu 1-P luego se isomeriza
a Glu 6-P por una
fosfoglucomutasa
Fosfoglucomutasa. Su sitio catalítico contiene ser-P
Higado contiene una glu-6-fosfatasa ausente en músculo,
permite que se exporte glucosa a la sangre para mantener el
balance de glucosa.
Glucógeno
-Forma de almacenamiento de glucosa (en citosol) fácilmente
movilizable en animales.
(en plantas es el almidón; se almacena en cloroplastos)
-Funciona como amortiguador para mantener los niveles de glucosa
-Fuente de energía en actividades repentinas y vigorosas
-La glucosa puede proporcionar energía sin O2 en el medio
- Almacena principalmente en Hígado y músculo
Ramificacion c/10 residuos
Almacena en Higado y músculo
Estructura silla.
Alfa 1,4 favorece estructura de almacenamiento
Polímeros con hebras rectas Celulosa, con
uniones beta 1,4
Constituyen fibrillas estructurales
Polimeros helicoidales
Almidón,
Glucógeno
Con uniones alfa
1,4
La ramificación aumenta su solubilidad.
La ramificación permite la abundancia de residuos de glucosa no reductores
que van a ser los lugares de unión de las enzimas glucógeno fosforilasa y
glucógeno sintetasa, es decir, las ramificaciones facilitan tanto la velocidad
de síntesis como la de degradación del glucógeno.
glucogenina
GLUCOGENOLISIS
Es la movilización o degradación por fosforólisis del glucógeno
Degradación se da en 3 pasos. 1) liberación de Glucosa 1-P (ventajosa E
2) remodelación del glucógeno
3) conversión de G 1-P en G 6-P
Paso 1. Fosforolisis
GLUCOGENO
GLUCOGENO
La enzima Glucogeno fosforilasa cataliza
fosforolisis
In vitro es reversible [Pi]/[glu 1-P] = 3,6.
In vivo [Pi]/[glu 1-P] >100 favorece la fosforolisis.
La glucógeno fosforilasa cataliza la escisión fosforolítica (fosforólisis) del
glucógeno para dar glucosa-1-P. La escisión fosforolítica del glucógeno es
energéticamente ventajosa porque el azucar liberado, G-1-P, ya está
Paso 2 remodelación
Se desramifica por: a) una transferasa (3 residuos)
b) Glucosidasa (desramificante)
HO
X
HO
RO
RO
GLUCOGENO
GLUCOSA
(SIN FOSFORILAR!)
GLUCOGENO
GLUCÓGENO FOSFORILASA
TRANSFERASA
ALFA 1,6 GLUCOSIDASA
En citosol luego se fosforila x la hexoquinas
Paso 3 = obtención de Glucosa 6-P
Fosfoglucomutasa. Su sitio catalitico contiene serina-P
Hígado además contiene la enzima glucosa-6-fosfatasa ausente en múscul
La glucógeno fosforilasa es la enzima reguladora y es regulada mediante
dos mecanismos:
a) Regulación por modificación covalente reversible por fosforilacióndefosforilación, como respuesta a la acción hormonal, que desencadena
una cascada de fosforilaciones que termina activando a la fosforilasa.
Enzima fosforilasa quinasa que responde a hormonas (insulina inhibe; glucagon y
adrenalina estimulan (degradación de glucogeno).
Existen dos formas de la enzima que degrada el glucógeno, glucógeno-fosforilasa a
(R, fosforilada y catalíticamente muy activa) y fosforilasa b (T, defosforilada y
normalmente inactiva). La fosforilación en un resto de SER de cada subunidad de la
fosforilasa b hace que se convierta en la fosforilasa a; esa fosforilación la cataliza la
inactiva
Muy activa
b) Regulación alostérica por metabolitos:
En músculo el AMP activa a la fosforilasa b (favorece la generación de
energía)
El ATP y la Glucosa 6-P favorecen el estado tenso (desactiva)
En hígado la glucosa provoca un efecto desactivador (favorece
conservar las reservas).
Fosforilasa b
músculo
Fosforilasa a
hígado
Conexión del glucógeno con otras vías
GLUCOGENO
Destinos de la Glucosa 1-P !!
GLUCOGENO
VIA DE LAS
PENTOSAS
FOSFATO
GLUCOSA
A SANGRE PARA USO
DE OTROS TEJIDOS
Glucosa 6- fosfatasa se encuentra solo en Hígado y no en músculo
LUMEN DEL RETICULO
ENDOPLÁSMICO
Glucógenogénesis
Glucógeno se sintetiza por una vía que
utiliza uridina difosfatato glucosa
y no G 1-P
Primer paso: Activación de la
G-1-P a UDP-glucosa, cataliza
la UDP-glucosa pirofosforilasa
1957 LELOIR
Forma activada de
Glucosa
Uridina difosfatato
glucosa
UDP-glucos
Primer paso: Activación de la G-1-P a UDP-glucosa, cataliza
la UDP-glucosa pirofosforilasa
G 1-P + UTP = UDP-G + PPi (reversible)
pirofosfatasa
PPi + H2O
=
2 Pi dirije la reacción en el sentido de síntesis de UD
Segundo paso: polimerización o adición de unidades de glucosa sobre
el glucógeno, por la glucogeno sintasa.
GLUCOGENO
Glucógeno sintasa
UDP (uridina difosfatato)
GLUCOGENO
Glucogenina = es
necesario un
iniciador (primer)
con actividad
catalítica para unir
unidades de UDPGlucosa
glucogenina
Las ramificaciones se producen por la amilo
(1,4 ->1,6)-transglucosidasa.
> Solubilidad y > velocidad
de síntesis y degradación
Una misma hormona controla la degradación y la síntesis del glucógeno
Adrenalina
Adrenalina
Fosforilasa
b
Fosforilasa
a
Glucógeno
Sintasa a
Glucógeno
Sintasa b
Las hormonas que promueven la fosforilación de las enzimas, a través de la
cascada mediada por el AMPc, activan a la fosforilasa y la glucogenolisis y
desactivan a la sintasa y, en consecuencia, a la glucogenogénesis.
ACTIVIDAD ENZIMATICA
FOSFORILASA
AGREGADO
DE
GLUCOSA
TIEMPO (min)
SINTASA
Vía de las pentosas fosfato.
Genera NADPH
Vías que requieren NADPH
-Biosíntesis de ac. Grasos
-Biosíntesis de colesterol
-Biosíntesis de neurotransmisores
-Biosíntesis de nucleótidos
-Biosíntesis de ribulosa en organismos fotosintéticos (Ciclo de Calvin).
UsaNADPH de la fase clara y puede usar de esta vía de PentosasP
-Los niveles de NADPH estan estrechamente acoplados a su utilización
en biosíntesis reductora.
Primera etapa: vía oxidativa
1) de generación
de 2 moléculas de
NADPH
Segunda etapa.
2) De
interconversión de
azucares (vía no
oxidativa)
Genera azucares
de 5 Carbonos
o recupera
intermediarios de la
glucólisis
+ CO2
Deshidrogenación
Regulación
Deshidrogenación es prácticamente irreversible. Limita reacciones y es punto de contr
por NADP+ . Bajo nivel de NADP+ = inhibe la vía (sin aceptor de e- no hay reacc
Enzima deshidrogenasa es especifica para NADP+
KM para NAD+ es 1000 veces mayor que para NADP+ (bajísima afinidad)
Ribulosa 5-P a xylulosa 5-P o ribosa 5-P por fosfoisomerasas.
Fosfopentosa
isomerasa
Fosfopento
sa
epimerasa
Transcetolasa
Transcetolasa
n-2
m+2
Transcetolasa
Transaldolasa
transaldolasa
n+3
m-3
Transcetolasa