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Metabolismo (parte I): Del glucógeno a piruvato.
Índice de reacciones:
Glucólisis
Reacción 1: Catálisis por hexoquinasa (enzima).
Estequiometría:
Glucosa + ATP  Glucosa-6-fosfato + ADP
Reacción global:
Intermedios de reacción:
Lo que sucede durante la reacción global es la formación de un intermedio de reacción que se
desplazará hacia el producto final. A nivel teórico, encaja partir del hecho que el grupo fosfato
pierde un ión hidroxilo (OH) gracias a la enzima hexoquinasa para unirse al O del sexto
carbono. Para que el grupo OH no quede suelto elevando el pH y la carga del O anterior se
equilibre, se desprende un H del último átomo para formar agua finalmente neutralizando el
OH y dejando al último compuesto ya formado.
DGº= -16.7 kJ/mol
Reacción 2:
Estequiometría:
Glucosa-6-fosfato  Fructosa-6-fosfato
Reacción global:
Intermedios:
&
DGº= 1.7 kJ/mol
Reacción 3: Catálisis por fosfofructoquinasa.
Estequiometría:
Fructosa-6-fosfato + ATP  Fructosa-1,6-bifosfato + ADP
Reacción global:
Intermediarios:
El proceso es el mismo que se da en la reacción 1 ayudado por una enzima diferente, la
fosfofructoquinasa. La enzima permite liberar un grupo fosfato del ATP para sin su OH para
que se pueda unir al O pero esta vez del C1. Se desprende nuevamente el H del C1 para formar
H2O y así se forma un producto final doblemente fosforilado.
DGº: -14.2 kJ/mol
Reacción 4:
Estequiometría:
Fructosa-1,6-bifosfato  Dihidroxiacetona-fosfato + Gliceraldehído-3-fosfato
Reacción global:
Intermediarios:
La fructosa1,6bifosfatose rompe en dos partes iguales a esqueleto de C. La primera parte, que
da lugar a la dihidroxiacetona acaba con su tercer carbono en forma de carboanión ya que
conserva el electrón compartido con el C inmediatamente continuo en la fructosa. El origen del
gliceraldehido pierde su electrón en el C1 que nuevamente recibe otro de proviene del OH al
que se halla unido cuando el H se desprende y se crea un doble enlace CO. El H anterior será
recibido por el carboanión de la dihidroxiacetona. La primera figura de las siguientes
corresponde al anión de la dihidroxiacetona mientras que la segunda es el carbocatión del
gliceraldehido.
DGº: 23.8 kJ/mol
Reacción 5: Isomerización
Estequiometría:
Dihidroxiacetona-fosfato  Gliceraldehído-3-fosfato
Reacción global:
Intermedios:
A partir de este punto la reacción solo puede proceder tomando como compuesto el
gliceraldehido de forma que la dihidroxiacetona es isomerizada por una enzima que invierte el
orden de los C, se trata pues de una isomería constitucional, llamada triosa fosfato isómerasa.
DGº: 7.5 kJ/mol
Reacción 6: Gliceraldehido 3P deshidrogenasa.
Estequiometría:
Gliceraldehído-3-fosfato
+ Pi + NAD+
Reacción global:
1,3-Bisfosfoglicerato
+ NADH + H+
Intermedios:
No es fiable calcular un compuesto intermedio con la química orgánica convencional ya que es
un proceso que se da en diferentes pasos con ayuda de una enzima. El grupo aldehído se oxida
mientras el NAD+ se reduce a NADH y se traspasa un grupo fosfato. Toda la reacción es
catalizada por la enzima gliceraldehido3Pdeshidrogenasa.
DGº: 6.3 kJ/mol
Reacción 7: Fosfoglicerato quinasa.
Estequiometría:
1,3-Bisfosfoglicerato
+ ADP
Reacción global:
Intermedios:
3-Fosfoglicerato
+ ATP
Es un claro de ejemplo de reacción favorable, que hace igualmente favorable el acoblamiento
a la anterior. La denominada fosforilación a nivel de sustrato, u obtener ATP sin O2, es un
ejemplo de esta reacción. El compuesto inicial pierde un grupo fosfato que se une a un ADP
para dar lugar a ATP.
DGº: -18.5 kJ/mol
Reacción 8: Fosfoglicerato mutasa.
Estequiometría:
3-Fosfoglicerato
Reacción global:
Intermedio:
DGº: 4.4 kJ/mol
2-Fosfoglicerato
Reacción 9: Enolasa
Estequiometría:
2-Fosfoglicerato
Fosfoenolpiruvato +H2O
Reacción global:
Intermedios:
Se elimina una molécula de H20 formada por un H del C2 y el ión hidroxilo del C3 de forma que
la enzima enolasa facilita la formación de dobles enlaces con el par de electrones sobrantes.
Similar al compuesto anterior pero sin H asociado a ningún O sería el compuesto intermedio
donde se representa la ausencia de H en C2 y OH en C3.
DGº: 7.5 kJ/mol
Reacción 10: Piruvato quinasa.
Estequiometría:
Fosfoenolpiruvato
Reacció global:
Piruvato
Intermedios:
Pérdida de un grupo fosfato para dar un ATP más captación de un H para equilibrar cargas.
DGº: -31.4 kJ/mol
Índice de compuestos representado con modelos moleculares:
1. Glucosa
2. Glucosa 6P:
3. Fructosa1,6bifosfato.
4. Dihidroxiacetona y Gliceraldehido.
5. 1,3bifosfoglicerato
6. 3 Fosfoglicerato:
7. Piruvato: