tema 12, 1ª parte
Anuncio
tema 12 Glucólisis Glucólisis (t12) y gluconeogénesis (t14) y regulación conjunta Papel central de la glucosa en el metabolismo. A B Glucólisis: características, reacciones, balance energético y regulación. Destinos del piruvato en condiciones anaerobias: fermentaciones láctica y alcohólica. Destino del piruvato en condiciones aerobias: descarboxilación oxidativa del piruvato. Papel central de la glucosa en el metabolismo: Aspectos generales del metabolismo de glúcidos. Homeostasis de la glucemia. Resumen de rutas metabólicas de glúcidos. Regulación hormonal. 1 Necesidades de glucosa Requerimiento del organismo: 160 g/día “Especialistas” en quemar glucosa: cerebro: 120 g/día, principal combustible eritrocitos: único combustible (metabolismo simplificado, glucólisis) Reservas: en fluidos corporales: 20 g en hígado (glucógeno): 190 g C6 “Especialistas” en producir glucosa: glucosa hígado >> riñón (⇒ glucemia) Precursores, no carbohidratos: C3 Lactato, glicerol, aminoácidos →→ piruvato →→ oxalacetato →→ dihidroxiacetona-P piruvato →→ glucosa génesis lisis C4 C3 piruvato C3 Homeostasis de la glucosa Glucemia 4-8 mM ~ 70-140 mg/dl Transportadores, GLUT: “KM” = [Glc] para la que se transporta a 50% de Vmáx GLUT-1 y -3: KM = 1 mM :: transporte a velocidad constante en todos los tejidos GLUT-2: KM = 15-20 mM :: sólo entra Glc con glucemia muy alta Hígado: para almacenar en glucógeno Páncreas (β): sensor de hiperglucemia, para secreción de insulina GLUT-4: KM = 5 mM :: capta con glucemia media-ata Responde a señal de insulina aumentando presencia del transportador Aumenta con entrenamiento de resistencia En adipocitos y músculo 2 Homeostasis de la glucosa Glucemia Regulación de la glucemia Señalización hormonal Insulina: promueve la reducción de la glucemia, estimulando la captación y las rutas que utilizan la glucosa Glucagón: promueve el aumento de la glucemia, estimulando las rutas que producen glucosa Adrenalina: obtención rápida de energía: consumo de glucosa Rutas metabólicas de la glucosa CO2 agua Fotosíntesis glucosa Glucogenogénesis Glucogenólisis Glucólisis Gluconeogénesis etanol lactato Ruta de las pentosas-fosfato ribosa-5P poder reductor Fermentaciones piruvato otros metabolitos Acetil-CoA Ciclo de Krebs CO2 agua 3 lípidos 1ª parte: Glucólisis Reacciones, rendimiento energético. Balance glucosa → Energía: … Redox: … Catabolismo Degradación Oxidación parcial En citosol 4 2 piruvato Reacciones de la glucólisis 1ª fase: preparación (activación) de la glucosa inversión consume energía Intermedia: ruptura en 2 triosas 2ª fase: oxidación y conversión en piruvato libera energía beneficios Reacción nº 1: Glc Glc6P hexoquinasa o glucoquinasa glucosa-6-fosfato glucosa gasto de energí ía energ energía glucoquinasa = hexoquinasa IV (en hígado, KM elevada) recordad de síntesis de glucógeno 5 Hexoquinasa: ejemplo de ajuste inducido, en la unión de enzima con sustrato + hexosa biomodel > metabolismo integrado > glucólisis Reacción nº 2: Glc6P Fru6P glucosa-6-fosfato isomerasa = fosfoglucosa isomerasa glucosa-6-fosfato fructosa-6-fosfato 6 Reacción nº 3: Fru6P Fru1,6BP fosfofructoquinasa (PFK, PFK-1) fructosa-6-fosfato fructosa-1,6-bisfosfato gasto de energí ía energ energía Irreversible en condiciones fisiológicas Enzima alostérica Principal punto de regulación de la ruta Reacción nº 4: Fru1,6BP C6 DHAP + GA3P 2 C3 dihidroxiacetonafosfato aldolasa gliceraldehído3-fosfato fructosa-1,6-bisfosfato 7 Reacción nº 5: DHAP GA3P triosa-fosfato isomerasa (TPI o TIM) dihidroxiacetonafosfato gliceraldehído3-fosfato Reacción nº 6: GA3P 1,3BPG gliceraldehído-3-P deshidrogenasa gliceraldehído3-fosfato 1,3-bisfosfoglicerato Acil-fosfato Anhídrido mixto de carboxílico y fostórico Elevado potencial de transferencia de fosforilo (= “enlace rico en energía”) La oxidación del aldehído a carboxilo, favorable energéticamente, se acopla con la formación del anhídrido, desfavorable. Eso permitirá después transferir el P a un ADP y conservar así en un ATP la energía procedente de la oxidación 8 Ejemplo de catálisis enzimática: estrategia de la GA3PDH NAD H2O NADH energía libre oxidación reactantes formación de acil-fosfato oxidación a gí er n n ó productos a e ci ad tiva v c ele e a d formación de acil-fosfato reactantes intermediario productos tioéster con la enzima progreso de la reacción progreso de la reacción Reacciones nos 7 y 8: 1,3BPG 3PG 2PG fosfoglicerato quinasa 1,3-bisfosfoglicerato 3-fosfoglicerato Un ejemplo de “fosforilación a nivel de sustrato” fosfoglicerato mutasa 3-fosfoglicerato 9 2-fosfoglicerato Reacción nº 9: 2PG PEP enolasa fosfoenolpiruvato 2-fosfoglicerato Menos estable Mayor potencial de transferencia de fosforilo Reacción nº 10: PEP Pyr piruvato quinasa (PK) fosfoenolpiruvato piruvato (forma enol) piruvato Menos estable Menos estable Más estable 10 Listado de reacciones y termodinámica tipo de reacción enzima ΔG°’ ΔG ( kJ / mol ) ( kJ / mol ) −16.7 −33.5 +1.7 −2.5 hexoquinasa transferencia de fosforilo glucosa-6P isomerasa isomerización PFK transferencia de fosforilo −14.2 −22.2 aldolasa ruptura de aldol +23.8 −1.3 TPI isomerización +7.5 +2.5 GA3P deshidrogenasa fosforilación combinada con oxidación +6.3 −1.7 PG quinasa transferencia de fosforilo −18.8 +1.3 PG mutasa desplazamiento de fosforilo +4.6 +0.8 enolasa deshidratación +1.7 −3.3 PK transferencia de fosforilo −31.4 −16.7 Datos de Biochemistry, 6th ed. Stryer 2007 Table 16-1 Reacciones irreversibles en la glucólisis Glc Glc6P ATP ADP ATP ADP ADP ATP glucoquinasa o hexoquinasa Fru6P Fru1,6BP fosfofructoquinasa (PFK, PFK-1) PEP Pyr piruvato quinasa (PK) cuestión muy importante • para la reversibilidad de la ruta (síntesis de glucosa) • para la regulación de la ruta 11
