SÍNTESIS DE GLUCOSA EN PLANTAS

SÍNTESIS DE GLUCOSA EN PLANTAS
O ═ C―H
І
H―C―OH
І
H2C―O―PO32―
Gliceraldehido
3 fosfato
+
CH2―O―PO32―
І
C═O
І
H2C―OH
Fosfato de
dihidroxiacetona
Fructosa-1,6bifosfato
aldolasa
H2C―O―PO32―
І
C═O
І
HO―C―H
І
HC―OH
І
HC―OH
І
H2C―O―PO32―
Fructosa
bifosfatasa
Fructosa-1,6-bifosfato
Pi
H2C―OH
І
C═O
І
HO―C―H
І
HC―OH
І
HC―OH
І
H2C―O―PO32―
Fructosa-6-fosfato
Glucosa
fosfato
isomerasa
HC ═ O
І
H―C―OH
І
HO―C―H
І
HC―OH
І
HC―OH
І
H2C―O―PO32―
Glucosa-6-fosfato
Glucosa
6-fosfatasa
HC ═ O
І
H―C―OH
І
HO―C―H
І
HC―OH
І
HC―OH
І
H2C―OH
Glucosa
+ Pi
SÍNTESIS DE ALMIDÓN
2–
PO3OCH2
HOCH2
O
ATP
O
Fosfoglucomutasa
OH
OH
HO
OH
OPO32–
HO
OH
Glucosa- 6fosfato
OH
Glucosa- 1fosfato
ADP Glucosa
pirofosforilasa
PPi
HOCH2
O
OH
HO
HOCH2
HOCH2
O
OH
OH
O
O
OH
OH
HOCH2
O
OH
O
HOCH2
O
OH
HO
OH
ADP-Glucosa
HOCH2
O
ADP
---
Almidón sintasa
O
OH
HO
OH
O
OH
OH
Residuo de amilosa
Tarea: ¿Cómo se lleva a cabo la ramificación de los residuos de amilosa para
Obtener amilopectina?
O ---
RAMIFICACIÓN DE LA AMILOSA PARA OBTENER AMILOPECTINA
HOCH2
HOCH2
O
HOCH2
O
OH
O
O
OH
O
OH
OH
O
O
OH
HOCH2
O
OH
OH
O
HOCH2
O
OH
---O
HOCH2
OH
OH
OH
Enzima ramificadora
del almidón (SBE)
HOCH2
HOCH2
O
O
OH
OH
O
HO
HO
OH
O
HOCH2
CH2
HOCH2
O
O
OH
OH
O
OH
O
---O
HOCH2
O
OH
OH
O
OH
O
OH
O ---
O
O--OH
OH
SÍNTESIS DE SACAROSA
PO3OCH2
OH
HO
Glucosa
OH
OH
OPO32–
HO
OH
Glucosa- 6fosfato
OH
CH2OH
HO
OH
HO
OH
UTP
O
Fosfoglucomutasa
OH
Hexoquinasa
HOCH2
HOCH2
O
O
O
ATP
HOCH2
2–
OH
Glucosa- 1fosfato
UDP Glucosa
pirofosforilasa
OH
Fructosa
ATP
Fructoquinasa
PPi
HOCH2
PO3OCH2
OH
UDP-Glucosa
HOCH2
HO
O
HO
Sacarosa- 6fosfato
O
HO
OH
O
Sacarosafosfatasa
OH
O
HO
UDP
OH
O
O
Sacarosa
HO
HO-H2C
OH
CH2OPO3
2–
HO
HO-H2C
OH
CH2OPO32–
CH2OH
HO
HO
HOCH2
O
2–
O
Sacarosafosfato sintasa
OH
OH
Fructosa- 6fosfato
SÍNTESIS DE GLUCÓGENO
2–
PO3OCH2
HOCH2
O
UTP
O
Fosfoglucomutasa
OH
OH
HO
OH
OPO32–
HO
OH
Glucosa- 6fosfato
OH
Glucosa- 1fosfato
UDP Glucosa
pirofosforilasa
PPi
HOCH2
O
OH
HO
HOCH2
HOCH2
O
OH
OH
O
O
OH
OH
HOCH2
O
OH
O
HOCH2
O
OH
HO
OH
UDP-Glucosa
HOCH2
O
UDP
---
Glucógeno sintasa
O
OH
HO
OH
O
OH
OH
Residuo de glucógeno
O ---
HOCH2
HOCH2
O
HOCH2
O
OH
O
O
OH
O
OH
OH
O
O
OH
HOCH2
O
OH
OH
O
HOCH2
O
OH
---O
HOCH2
OH
OH
OH
Glucosil-4→6transferasa
HOCH2
HOCH2
O
O
OH
OH
O
HO
HO
OH
O
HOCH2
CH2
HOCH2
O
O
OH
OH
O
OH
O
---O
HOCH2
O
OH
OH
O
OH
O
OH
O ---
O
O--OH
OH
DIGESTIÓN DE LOS CARBOHIDRATOS
El proceso de la digestión de los alimentos inicia con la masticación, acción mecánica que pone a
disposición de las enzimas las macromoléculas alimentarias.
En el caso de los carbohidratos, su digestión enzimática inicia en la cavidad bucal, en donde se encuentra la
amilasa salival.
En el estómago se presenta la hidrólisis ácida de los carbohidratos, aunque su contribución es poco
significativa.
La siguiente etapa de la digestión se lleva a cabo en el intestino delgado, y se efectúa en dos sitios:
En el lumen intestinal: Por efecto de la amilasa pancreática.
En la membrana de las células de las microvellosidades: Por efecto de las enzimas alfadextrinasa, isomaltasa, maltasa, sacarasa y lactasa.
HOCH2
HOCH2
O
O
OH
O
OH
OH
HOCH2
O
OH
O
---O
HOCH2
HO CH2
OH
O
OH
O
OH
O
O
OH
O---
OH
OH
Residuo de amilosa
HOCH2
O
OH
HO
Dextrina límite
HO
O
Residuo de amilopectina
HOCH2
HOCH2
O
CH2
O
OH
O
OH
HO
O
OH
OH
OH
OH
Maltosa
HO
OH
OH
Isomaltosa
ENZIMA
Alfa-amilasa
Alfa-dextrinasa
Iomaltasa
Maltasa
Sacarasa
Lactasa
DIGESTIÓN DE HIDRATOS DE CARBONO
SUSTRATO
Amilosa
Amilopectina
Dextrina límite
Isomaltosa
Maltosa
Sacarosa
Lactosa
ENLACE
α (1-4)
α (1-6)
α (1-6)
α (1-4)
β (2-1)
α (1-4)
PRODUCTO
Maltosa
Dextrina límite
Maltosa
Glucosa
Glucosa
Glucosa y fructosa
Glucosa y galactosa
Los carbohidratos de los alimentos, una vez que han sido sujetos a la acción de las amilasas salival y
pancreática, a la hidrólisis ácida y a la acción de las enzimas intestinales, quedan reducidos a una
mezcla de monosacáridos, los cuales pasan al torrente sanguíneo.
En el colon se presenta la ruptura de la celulosa y la hemicelulosa por acción de celulasas y
hemicelulasas bacterianas que rompen enlaces β (1-4). Los carbohidratos que se liberan en esta
etapa no son absorbidos al torrente sanguíneo, sino que son utilizados por las bacterias
metanogénicas.
G l u c ó l i s i s
CH2OH
O
Glucosa
ADP
OH
HO
OH
2
OH
ATP
Hexoquinasa
ADP
2–
PO3OCH2
NADH
OH
HO
Glucosa- 6fosfato
NAD+
OH
PO3OCH2
2
OH
Fosfoglucosa
isomerasa
O
CH2OH
OH
OH
Fructosa- 6fosfato
Fosfofructo
quinasa
ATP
ADP
PO3OCH2
O
CH2OPO32–
HO
Fructosa- 1,6bifosfato
OH
OH
Fosfoglicerato
mutasa
Gliceraldehido
3 fosfato
deshidrogenasa
O ═ C―H
І
H―C―OH
І
H2C―OPO32―
2
O ═ C―O―
І
H―C―OPO32―
І
H2C―OH 2-Fosfoglicerato
H2O
Enolasa
Gliceraldehido 3 fosfato
HO
2–
2
Fosfoglicerato
quinasa
O ═ C―O―
І
H―C―OH 3-Fosfoglicerato
І
H2C―OPO32―
1,3-bifosfoglicerato
O
2–
O ═ C―OPO32―
І
H―C―OH
І
H2C―OPO32―
ATP
Triosa
fosfato
isomerasa
CH2OPO32―
І
C═O
І
H2C―OH
Fosfato de
dihidroxiacetona
Aldolasa
O ═ C―O―
І
C―OPO32―
║ Fosfoenolpiruvato
CH2
2
ADP
Piruvato quinasa
ATP
2
O ═ C―O―
І
C═O
І
CH3
Piruvato
Puntos de regulación de la glucólisis
CH2OH
2–
O
PO3OCH2
O
HO
OH
HO
OH
OH
OH
Glucosa
OH
Fructosa- 6fosfato
Pi
2–
PO3OCH2
O
OH
OH
Glucosa- 6fosfato
O ═ C―O―
І
C―OPO32―
║
CH2
Fosfoenolpiruvato
Piruvato
quinasa
ADP
PO3OCH2
AMP
OH
HO
ATP
Fosfocreatina
Fosfofructo
quinasa
Hexoquinasa
2–
CH2OH
O
CH2OPO32–
HO
OH
OH
Fructosa-2,6Bifosfato
O ═ C―O―
І
C═O
І
CH3
Piruvato
Fructosa-1, 6bifosfato
Las flechas verdes (continuas) indican activación de las enzimas,
mientras que las flechas rojas (discontinua) indican inhibición.
Metabolismo de hexosas distintas de la glucosa
2–
HOCH2
ATP
O
OH
HO
HO
OH
Manosa
PO3OCH2
ADP
Hexoquinasa
2–
O
OH
HO
HO
OH
PO3OCH2
Manosa fosfato
isomerasa
O
CH2OH
ATP
ADP
HO
OH
Manosa-6-fosfato
OH
Hexoquinasa
Fructosa-6-fosfato
O
HOCH2
CH2OH
HO
OH
Triosa fosfato
isomerasa
O ═ C―H
І
H―C―OH
І
H2C―OPO32―
Fructosa-
CH2OPO3
І
C═O
І
H2C―OH
Fosfato de
dihidroxiacetona
ATP
ADP
Fructoquinasa
O
HOCH2
Gliceraldehido 3 fosfato
Triosa quinasa
ADP
OH
2―
ATP
O ═ C―H
І
H―C―OH
І
H2C―OH
Gliceraldehido
CH2OPO32–
HO
OH
Fructosa-1-fosfato aldolasa
OH
Fructosa-1-fosfato
HOCH2
O
HOCH2
HOCH2
ATP
O
HO
ADP
OH
O
HO
HO
OH
OH
OPO32–
Galactoquinasa
OH
UDP
OH
UDP-Glucosa (UDPG)
OH
OH
Galactosa-1-fosfato
Galactosa
UDPG:Galactosa-1-fosfato
Uridil transderasa
UDPG-4- epimerasa
H2COPO32–
O
HOCH2
OH
HO
HOCH2
OH
OH
O
OH
Glucosa-6-fosfato
UDP
OH
HO
Fosfoglucomutasa
O
HO
OPO32–
OH
Glucosa-1-fosfato
OH
UDP-Galactosa
Liberación de glucosa a partir de glucogenólisis
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
CH2
O
O
O
O
O
--O
O
n Pi
n Glucosa-1- fosfato
O
O
O
Glucógeno fosforilasa
La enzima glucógeno fosforilasa produce moléculas de
glucosa-1-fosfato a partir de l extremo no reductor de una
ramificación hasta llegar a una distancia de cuatro residuos
del punto de ramificación.
O
O
O
O
O
O
O
CH2
O
O
O
O
O
--O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
CH2
O
O
O
O
O
--O
O
O
O
Enzima desramificante Oligo-α(1→6) a α(1→4)
glucano transferasa
O
En esta reacción la enzima desramificante transfiere tres de los cuatro residuos de
la ramificación al extremo no reductor de la otra cadena.
O
CH2
O
O
O
O
O
O
O
O
--O
O
O
O
O
O
O
O
O
CH2
O
O
O
O
O
O
O
O
--O
O
O
O
O
O
O
Enzima desramificante
Amilo-α(1→6) glucosidasa
O
O
O
O
O
O
O
O
O
--O
O
O
O
O
O
En esta reacción la enzima desramificante rompe el enlace α(1→6) liberando glucosa
O
H2COPO32–
HOCH2
O
O
OH
HO
OPO3
2–
OH
Fosfoglucomutasa
HO
OH
Glucosa-1-fosfato
OH
OH
Glucosa-6-fosfato
H2 O
Glucosa6-fosfatasa
Pi
H2COH
O
OH
HO
OH
OH
Glucosa
La glucosa1-fosfato es convertida en glucosa-6-fosfato por la fosfoglucomutasa y
posteriormente en glucosa por la glucosa-6-fosfatasa. La glucosa entrará posteriormente
al proceso de la glucólisis
VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
NADP +
2–
2–
PO3OCH2
3
OH
HO
PO3OCH2
H20
O
O
3
NADP +
NADPH
OH
Glucosa- 6-fosfato
deshidrogenasa
6-Fosfogluconolactonasa
HO
OH
Glucosa- 6fosfato
3
═O
OH
OH
6-Fosfogluco-αlactona
H2C―OH
І
C═O
І
HO―C―H
І
HC―OH
І
HC―OH
І
H2C O-PO32-
Producción de pentosas para la síntesis de nucleótidos y
ácidos nucleicos.
Producción d e eritrosa 4 fosfato para la síntesis de
compuestos aromáticos.
O ═ C―H
І
H―C―OH
І
H2C - O-PO32-
Gliceraldehido 3 fosfato
+
O ═ C―H
І
H―C―OH
І
H―C―OH
І
H2C- O-PO32-
H2C―OH
І
C═O
І
HO―C―H
І
HC―OH
І
HC―OH
І
H2C O-PO32-
Fructosa-6-fosfato
Ribulosa 5 fosfato
Fructosa-6-fosfato
Transaldolasa
Eritrosa 4-fosfato
Tejidos vegetales no fotositéticos.
H2C―OH
І
C═O
І
HC―OH
І
HC―OH
І
H2C- O-PO32-
Ribulosa fosfato
isomerasa
Producción de NADPH (Poder reductor) para la biosíntesis
reductora.
Hígado, tejido adiposo, glándula mamaria, corteza
suprarrenal.
6-Fosfogluconato
deshidrogenasa
6-Fosfogluconato
Funciones:
Tejidos y órganos donde se lleva a cabo
O═C―OІ
HC―OH
І
HO―C―H
І
HC―OH
І
HC―OH
І
H2C-O-PO32-
NADPH
CO2
Transcetolasa
O ═ C―H
І
H―C―OH
І
H2C - O-PO32-
Gliceraldehido
3 fosfato
+
H2C―OH
HC ═O
І
C ═O
І
І
C―OH
HOC―H
І
Transcetolasa
І
HC―OH
HC―OH
І
І
HC―OH
HC―OH
І
І
HC―OH
H2C - O-PO32І
Ribosa 5 fosfato
H2C - O-PO32-
Sedoheptulosa7.fosfato
Ribulosa fosfato
epimerasa
H2C―OH
І
C═O
І
HO―CH
І
HC―OH
І
H2C - O-PO32-
Xilulosa 5 fosfato
Comparación entre
Gluconeogénesis yGlucólisis
CH2OH
O
Glucosa
ADP
OH
HO
OH
OH
Pi
Glucosa-6fosfatasa
ATP
PO3OCH2
OH
HO
PO3OCH2
O
OH
Fructosa- 6fosfato
ATP
Fosfofructoquinasa
ADP
H2O
PO3OCH2
O
CH2OPO32–
HO
OH
OH
2
H2O
CH2OH
OH
Fructosa-bifosfatasa
O ═ C―H
І
H―C―OH
І
H2C―OPO32―
O ═ C―O―
І
H―C―OPO32―
І
H2C―OH 2-Fosfoglicerato
Enolasa
Gliceraldehido 3 fosfato
HO
2–
2
OH
Fosfoglucosa
isomerasa
Pi
NAD+
OH
Fosfoglicerato
mutasa
Gliceraldehido
3 fosfato
deshidrogenasa
NADH
Glucosa- 6fosfato
2
Fosfoglicerato
quinasa
O ═ C―O―
І
H―C―OH 3-Fosfoglicerato
І
H2C―OPO32―
1,3-bifosfoglicerato
ADP
O
2–
2
Hexoquinasa
H2O
2–
O ═ C―OPO32―
І
H―C―OH
І
H2C―OPO32―
ATP
Fructosa- 1,6bifosfato
Fosfoenolpiruvato
Triosa fosfato
isomerasa
CH2OPO32―
І
C═O
І
H2C―OH
Fosfato de
dihidroxiacetona
Aldolasa
carboxiquinasa
O ═ C―O―
І
C―OPO32―
║ Fosfoenolpiruvato
CH2
2
ADP
Piruvato quinasa
ATP
2
O ═ C―O―
І
C═O
І
CH3
Piruvato
Piruvato
carboxilasa
ATP
+
CO2
ADP
+
Pi
COO―
І
C═O
І
CH2
І
COO―
Oxalacetato
CICLO DE CORI
Torrente sanguíneo
HOCH2
O
Glucosa
HOCH2
OH
O
OH
HO
OH
ADP
ATP
Glucosa
OH
OH
HO
Glucólisis
ADP
O ═ C―O―
І
Piruvato C═O
І
CH3
ATP
NADH
NAD+
NADH
O ═ C―O―
І
HO―C―H
І
CH3
Lactato
NAD+
Torrente sanguíneo
OH
Gluconeogénesis
O ═ C―O―
І
C═O Piruvato
І
CH3
O ═ C―O―
І
HO―C―H
І
CH3
Lactato