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12/04/2012 Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Principal vía de catabolismo de Glucosa Permite la obtención de E metabólica IMPORTANCIA FISIOLÓGICA: ATP Obtención de ATP por Fosforilación a nivel de sustrato Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Cátedra de Bioquímica - FOUBA 1 12/04/2012 En condiciones aeróbicas En condiciones anaeróbicas degradación incompleta de Glu vía preparatoria del metabolismo completo de Glu Glu + O2 CO2 + H2O En la mayoría de las células Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA (fermentación) Glu lactato En tejidos con insuficiente provisión de O2 (eritrocitos, músculo en actividad intensa) GLUCOSA en ausencia de O2 en presencia de O2 Glucólisis Glucólisis Ciclo de Krebs Fosforilación Oxidativa Lactato ó Etanol 2 ATP 38 o 36 ATP Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 2 12/04/2012 Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Cátedra de Bioquímica - FOUBA 1º FASE: invierte E para formar compuestos: • incapaces de salir de la célula y • más reactivos que la glucosa 2º FASE: • formación de intermediarios de alta E • síntesis de ATP por fosforilación a nivel de sustrato Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 3 12/04/2012 Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Síntesis de TG y fosfolípidos Glicerol-3-P Precursor de 2,3-bisP glicerato Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Alanina 4 12/04/2012 1º Fase: la glucosa sufre 2 fosforilaciones y termina dividida en 2 triosas-P Se consumen 2 ATP Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 2º Fase: Conversión oxidativa de gliceraldehído-3-P a piruvato Genera 2 NADH+H+ y 4 ATP Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 5 12/04/2012 1) Formación de Glu 6 P 2) Formación de Fru 6 P 3) Formación de Fru 1,6 biP 4) Formación de Triosas P 5) Interconversión de Triosas P Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 1) Formación de Glu 6 P insulina (+) Glucoquinasa Hexoquinasa (-) α-D-Glucosa Glu 6P α-D-Glucosa-6-fosfato FOSFORILACIÓN IRREVERSIBLE Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 6 12/04/2012 Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Cátedra de Bioquímica - FOUBA 2) Formación de Fru 6 P ISOMERIZACIÓN aldosa cetosa Fosfoglucosa isomerasa Glucosa 6 P Fructosa 6 P Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 7 12/04/2012 3) Formación de Fru 1,6 bis P Fosfofructoquinasa 1 Fructosa 6 P ( -) ATP Citrato iones H+ (+) Fructosa 1,6 bi P AMP y ADP Pi Fru 2,6 bisP FOSFORILACIÓN IRREVERSIBLE Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 8 12/04/2012 ATP: (-) AMP y ADP: (+) disminuye su afinidad por el sustrato incrementan su afinidad por el sustrato H + : (- ) Pi : (+) Regulación de Evita la acidificación del pH sanguíneo incrementan su afinidad por el sustrato PFK1 Citrato: (-) Fru 2,6 bisP: (+) disminuye la utilización de Glu para obtención de E Disminuye el efecto inhibitorio del ATP Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA FRUCTOSA 2,6 bis P: activador potente de PFK1 ADP ATP Enzima bifuncional PFK 2 Fru 6 P Fru 2,6 bisP FBPasa 2 Pi H2O efector alostérico (+) de Fosfo fructo quinasa 1 Efector alostérico (-) de Fru 1,6 biFosfatasa En hígado: modulación covalente de la E bifuncional por Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Glucagon/Insulina Cátedra de Bioquímica - FOUBA 9 12/04/2012 4) Formación de Triosas P 5) Interconversión de triosas Reacción impulsada en sentido directo por el consumo de productos Fructosa 1,6 bis P Fructosa 1,6 biP ESCICIÓN ALDÓLICA ALDOLASA Dihidroxicetona P Gliceraldehido 3P Triosa Fosfato Isomerasa Cátedra de Bioquímica - FOUBA ISOMERIZACIÓN 1 GLUCOSA Se consumen 2 ATP • hexoquinasa • fosfo gluco isomerasa • fosfo fructo quinasa 1 2 ADP • aldolasa • triosa fosfato isomerasa 2 GLICERALDEHÍDO 3 P Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 10 12/04/2012 6) Formación de 1,3 – bifosfoglicerato 7) Formación de 3-fosfoglicerato 8) Formación de 2-fosfoglicerato 9) Formación de Fosfoenolpiruvato 10) Formación de Piruvato Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 6) Formación de 1,3 – bifosfoglicerato Gliceraldehido 3P Pi Gliceraldehido 3P deshidrogenasa 1,3 bifosfoglicerato OXIDACIÓN Grupo aldehído debe reoxidarse Formación de anhidrido E Enlace éster (de alta E) Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 11 12/04/2012 7) Formación de 3-fosfoglicerato + ADP + ATP Fosfoglicerato quinasa 1,3 bifosfoglicerato 3 -fosfoglicerato TRANSFERENCIA DEL grupo fosforilo Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Acción conjunta de las enzimas: - gliceraldehído 3 fosfato deshidrogenasa - 3 fosfoglicerato quinasa 1º Fosforilación a Nivel de Sustrato • formación de ATP o GTP por transferencia de • un grupo fosforilo a partir de un compuesto rico en E • al ADP o GDP Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 12 12/04/2012 8) Formación de 2-fosfoglicerato Fosfoglicerato mutasa C3 C2 2 - Fosfoglicerato 3 - Fosfoglicerato ISOMERIZACIÓN Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 9) Formación de Fosfoenolpiruvato Enolasa Mg++ 2 Fosfoglicerato (-) Fosfoenolpiruvato FDESHIDRATACIÓN y redistribución intramolecular Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 13 12/04/2012 10) Formación de Piruvato + ADP + ATP Piruvato quinasa Fosfoenolpiruvato Piruvato Precursor de otras moléculas Oxidación completa a CO2 + H2O Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 14 12/04/2012 Glucagon : (-) Insulina : (+) PQ fosforilada < actividad PQ desfosforilada > actividad modif. covalente modif. covalente ATP y Ala: (-) Fru 1,6 bisP: (+) Piruvato quinasa alostérica alostérica Ingesta de HC e insulina: (+) Inducción enzimática Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Cátedra de Bioquímica - FOUBA (+) Fru 1,6 bisP (-) ATP y Ala Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Cátedra de Bioquímica - FOUBA 15 12/04/2012 PQ fosforilada (menos activa) H2O Pi (-) Proteína fosfatasa Bajo nivel de Glucemia ADP (+) Proteína quinasa dependiente de AMPc PQ desfosforilada ATP (más activa) Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Acción de las enzimas: - enolasa - piruvato quinasa 2º Fosforilación a Nivel de Sustrato • formación de ATP o GTP por cesión de • fosfato desde el fosfoenolpiruvato (compuesto rico en E) • al ADP Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 16 12/04/2012 En condiciones anareróbicas a) Lactato (en la mayoría de las células) b) Etanol (en las levaduras) c) Acetil-CoA ( CO2 + H2O) En condiciones aeróbicas Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA a) Formación de lactato NADH + H++ Regeneración de NAD+ en anaerobiosis NAD+ H + Lactato deshidrogenasa REDUCCIÓN Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 17 12/04/2012 b) Formación de etanol Piruvato Piruvato descarboxilasa • Levaduras • Microorganismos Acetaldehido Alcohol deshidrogenasa Regeneración de NAD+ en anaerobiosis Etanol Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA b) Formación de Acetil-CoA Glucosa Glucólisis Piruvato ACETIL - CoA Complejo Piruvato deshidrogenasa 38 o 36 ATP Ciclo de Krebs Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cadena respiratoria y FO Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 18 12/04/2012 BALANCE ENERGÉTICO de la Glucólisis Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA BALANCE ENERGÉTICO de la Glucólisis Reacción Glucosa Glucosa 6P Intercambio de ATP -1 Fructosa 6P fructosa1,6 bisP -1 (2) 1,3 bisfosfo glicerato (2) 3- fosfo glicerato +2 (2) Fosfoenolpiruvato (2) piruvato +2 Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA +2 19 12/04/2012 Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Metabolismo de hexosas diferentes a Glucosa Glucosa Fructosa Galactosa • Sacarosa • Lactosa Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 20 12/04/2012 CATABOLISMO DE LA SACAROSA: SACAROSA Endulzantes habituales FRUCTOSA SACARASA (en intestino) A la vía glucolítica Glucosa + Fructosa Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 1) Fosforilación de Fructosa D-Fructosa Glucoquinasa Hexoquinasa Km muy alto para la fructosa ATP Fructoquinasa ADP D-Fructosa 6-P La Fructosa no es sustrato de esta enzima D-Fructosa 1-P Cátedra de Bioquímica Cátedra - FOUBA de Bioquímmica - FOUBA 21 12/04/2012 Fructoquinasa Hexoquinasa Localización Hígado, riñón, intestino En todos los tejidos Sustrato específico Fructosa Hexosas en general Regulación No regulable Inhibición por producto final Afinidad Alta ( Km) Baja ( Km) Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 2) Escisión de Fructosa 1-P Dihidroxiacetona fosfato + Fructosa 1-P Fructosa 1 fosfato aldolasa Su deficiencia genera Intolerancia a la Fructosa H ESCICIÓN ALDÓLICA Gliceraldehído Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 22 12/04/2012 3) Entrada a la vía glucolítica: H Gliceraldehído ATP Triosa quinasa Dihidroxiacetona fosfato ADP Fosfo triosa isomerasa a la vía glucolitica Gliceraldehído 3-P Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 1 mol de Fructosa 2 moles de Piruvato: 2 moles de ATP + 2 moles NADH + 2H+ peligro Se evita la acción de PFK 1 Escapa a su REGULACIÓN Dietas ricas en fructosa exceso de piruvato PRECURSOR DE GRASAS Y COLESTEROL Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 23 12/04/2012 CATABOLISMO DE LA LACTOSA: Fuente importante de E para el crecimiento de los mamíferos LACTOSA LACTASA (en intestino) A la vía glucolítica Glucosa + Galactosa Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 1) Fosforilación de Galactosa: Galactoquinasa 1 P ATP Galactosa ADP Galactosa 1P FOSFORILACIÓN IRREVERSIBLE Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 24 12/04/2012 1) Conversión de Galactosa 1P a Glucosa 6P: OH 1 P UDP-Glucosa Galactosa 1P Galactosa 1P uridiltransferasa UDP-Glucosa 4 epimerasa H OH Glucosa 1P UDP-Galactosa Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 1) Conversión de Glucosa 1P a Glucosa 6P: H Fosfoglucomutasa OH Glucosa 1P Glucosa 6P A la vía glucolítica Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 25 12/04/2012 METABOLISMO DE LA GALACTOSA: 1 mol de Galactosa 2 moles de Piruvato: 2 moles de ATP + 2 moles NADH + 2H+ consideraciones Se necesita UDP-glucosa (se forma a partir de UTP + Glu Como se recicla se puede considerar un gasto insignificante Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA CONCLUSIÓN: 1 mol de Glucosa 2 moles de Piruvato 1 mol de Fructosa 2 moles de Piruvato 1 mol de Galactosa 2 moles de Piruvato 2 moles de ATP + 2 moles NADH + 2H+ Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 26 12/04/2012 ALTERACIONES DEL METABOLISMO DE LACTOSA: 1. En el recién nacido: GALACTOSEMIA 2. En el adulto: INTOLERANCIA A LA LACTOSA Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 1 - GALACTOSEMIA • Aumento de Galactosa 1P • Consecuencia: aumento de Galactosa en sangre Galactosa 1P Galactosa 1P uridiltransferasa Glucosa 1P UDP-glucosa deficiencia de Galactosa 1P uridiltransferasa UDP-Galactosa Cátedra de Bioquímmica - FOUBA Cátedra de Bioquímica - FOUBA 27 12/04/2012 CONSECUENCIA del aumento de Galactosa en sangre DIAGNÓSTICO DE GALACTOSEMIA EN EL MOMENTO DEL NACIMIENTO: búsqueda de galactosa 1P uridiltransferasa de GR de cordón umbilical Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA GALACTOSEMIA excluir la lactosa de la dieta Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 28 12/04/2012 2 – INTOLERANCIA A LA LACTOSA Lactasa Glucosa + Lactosa Galactosa deficiencia de Lactasa en el lumen intestinal • Acumulación de lactosa en el lumen intestinal Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA CONSECUENCIA de la acumulación de Lactosa en intestino • La lactosa de la dieta no se hidroliza • Se acumula en el lumen intestinal • Se rompe el equilibrio osmótico normal • Provoca la salida de agua desde las células del epitelio intestinal hacia el lumen Cátedrade de Bioquímmica - FOUBA Cátedra Bioquímica - FOUBA 29 12/04/2012 SÍNTOMAS de la intolerancia a la Lactosa • Se presentan 30 min a 2 hs después de comer o beber productos lácteos • Síntomas: - Distención abdominal - Cólicos abdominales - Diarrea - Gases (flatulencia) - Náuseas Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA • Se presentan 30 min a 2 hs después de comer o beber Intolerancia a productos lácteos Lactosa • Síntomas: - Distención abdominal excluir la lactosa la dieta - Cólicosde abdominales - Diarrea - Gases (flatulencia) - Náuseas Cátedra de Bioquímica - FOUBA Cátedra de Bioquímmica - FOUBA 30
