Clase eje catabólico básico
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D I P L O M A D I P L O M A D I P L O M A D I P L O M A
EN CIENCIAS DE LA ACTIVIDAD FISICA
UNIVERSIDAD DE CHILE
2010
Vías metabólicas de la glucosaVías metabólicas de la glucosa
Prof. BQ Jorge Soto LabbéProf. BQ Jorge Soto LabbéProf. BQ Jorge Soto LabbéProf. BQ Jorge Soto Labbé
FACULTAD DE MEDICINA UNIVERSIDAD DE CHILE
GlucólisisGlucólisis
Fosforilación oxidativaFosforilación oxidativa
Cadena respiratoriaCadena respiratoria
Reacción de la piruvato deshidrogenasaReacción de la piruvato deshidrogenasa
Ciclo de KrebsCiclo de Krebs
Vías metabólicas de la glucosaVías metabólicas de la glucosa
GLUCOSA
Glucógeno
Vía glucogenogénica
reserva
GLUCOSA-6P
Glucosa
Vía gluconeogénica
regulación de glicemia
GLUCOSA
oxidación
Ribosa-5-P Piruvato
Vía glucolíticaVía de las pentosas
NADPH ATP
GLUCOSA-6P
Glucosa Acidos grasos
GLUCOLISIS
EJE CATABÓLICO BÁSICO
Otros azúcares
CO2
Piruvato Acetil-CoA
Aminoácidos
CICLO DE
KREBS
+Oxalacetato
CO2
(e- + H+)n
O2
H2O
ADP + PiATP
FOSFORILACIÓNOXIDATIVA
CADENA RESPIRATORIA
CO2
ATP
ADP
ATP
ADP
NAD+ NAD+
2NADH
ADP ADP2ATP
(3 C)
D-Glucosa
ADP ADP2ATP
FASE ENDERGÓNICA FASE EXERGÓNICA
Glucosa (6 C)
αααα-D-Glucopiranosa
Glucosa + 2NAD+ + 2ADP + Pi 2Piruvato + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O
HexoquinasaFosfohexosa isomerasa Fosfofructoquinasa 1
Aldolasa
Fosfotriosa Gliceraldehido-3-P Fosfoglicerato
Glucosa Glucosa-6P Fructosa-6P Fructosa-1,6 bisP
Dihidroxiacetona-P
∆∆∆∆G’° = -16,7 kJ/mol ∆∆∆∆G’° = -1,7 kJ/mol ∆∆∆∆G’° = -14,2 kJ/mol
∆∆∆∆G’° = 23,.8 kJ/mol
Reacciones irreversibles (3)Reacciones reversibles (7)SIN FLECHA
Fosfotriosa isomerasa
Gliceraldehido-3-P deshidrogenasa
Fosfoglicerato quinasa
Fosfoglicerato mutasa
Enolasa
Piruvato quinasa
Lactato deshidrogenasa
Gliceraldehido-3-P
Dihidroxiacetona-P
Gliceraldehido-3-P1,3--Bisfosfoglicerato3--Fosfoglicerato
2--Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Piruvato Lactato
∆∆∆∆G’° = 7,5 kJ/mol∆∆∆∆G’° = 6,3 kJ/mol∆∆∆∆G’° = -18,5 kJ/mol
∆∆∆∆G’° = 4,4 kJ/mol
∆∆∆∆G’° = 7,5 kJ/mol ∆∆∆∆G’° = -31,4 kJ/mol ∆∆∆∆G’° = -25,1 kJ/mol
REGULACIÓN DE FOSFOFRUCTOQUINASA 1
Fructosa 2,6-bisfosfato
ADP
AMP
estimulan
ATP
Citrato
H+
inhiben
Glucosa
2 ADP + 2 Pi 2 ATP
2 NADH
2 Lactato
2 Piruvato
Fermentación láctica
2 NADH + 2H+2 NAD+
Ciclo de Krebs(Ciclo del ácido cítrico)
(Ciclo de los ácidos tricarboxílicos)
COOCH
H
H
Hans Adolf Krebs(1900-1981)
Ácido cítrico
COO
COO
COO
C
C
C
H
H
H
HO
H
H
H
Citrato
Glucosa
Piruvato Acetil-CoA
+ CO
FOSFORILACIÓNOXIDATIVA
GLUCOLISIS
EJE CATABÓLICO BÁSICO
CICLO DE KREBS
+OXAL
CO2
(e- + H+)n
O2
H2O
ADP + PiATP
CADENA RESPIRATORIA
deshidrogenasaComplejo piruvato
GLUCOLISIS CICLO CITRICOdeshidrogenasa
CO2Piruvato Acetil-CoACoA-SH
acetil-CoA
oxalacetato
citrato
isocitrato
malato NAD+
NAD+
NADH
1
2
8
αααα-cetoglutaratofumarato
succinato Succinil-CoA
NADH
CO2
NAD+
NADH
CO2
GDP + Pi
GTP
FAD
FADH2
3
4
5
6
7
Fosforilación a nivel de sustrato
Generación de equivalentes reductores
Cadena respiratoria: componentes y secuencia
Cadena respiratoria: inhibidores
Hipótesis quimiosmótica de Mitchell
Fosforilación oxidativa y acoplamiento
La fosforilación oxidativa
en la energía química del ATP
la energía de la oxidación biológicaes finalmente convertida
es un proceso en el cual
GlucosaGlucosa
PiruvatoPiruvato
acetil-CoAacetil-CoAcitratocitrato isocitratoisocitrato
αααα-cetoglutaratoαααα-cetoglutarato
NAD+NADH
NAD+NADH
CICLO DE KREBS CADENA RESPIRATORIA
CO2 H2O
Gliceraldehido-3-PGliceraldehido-3-P
1,3--Bisfosfoglicerato1,3--Bisfosfoglicerato 3--Fosfoglicerato3--Fosfoglicerato
FosfoenolpiruvatoFosfoenolpiruvato
NAD+NADH
oxalacetatooxalacetato
Succinil-CoASuccinil-CoA
succinatosuccinatofumaratofumarato
malatomalato
GDPGTP
NAD+NADH
NAD+NADH
FADFADH2
Gliceraldehido-3-P + Pi + NAD + 1,3-bisfosfoglicerato + NADH + H+
Piruvato + CoA + NAD + acetil-CoA + CO 2 + NADH + H+
Isocitrato + NAD + αααα-cetoglutarato + CO 2 + NADH + H+
αααα-Cetoglutarato + CoA + NAD + succinil-CoA + CO 2 + NADH + H+
Malato + NAD + oxaloacetato + NADH + H+
ββββ-Hidroxiacil-CoA + NAD + ββββ-cetoacil-CoA + NADH + H+
Glutamato + H 2O + NAD+ αααα-cetoglutarato + NH 4+ + NADH
-400
-200
0
200
-400
-200
0
200
Eº’ (mV) NAD+ FMN
CoQ cit b
cit c 1 cit ccit a
∆∆∆∆G
400
600
800
400
600
800
cit acit a 3
O2
Transportadores de electrones de la cadena respirat oria mitocondrial
Membrana mitocondrial externa
Espacio intermembrana
Citoplasma
CoQe-
CoQe-
CoQe-
CoQe-
CoQe-
CoQe-
e- e- e- e- e- e- e- Cit ce- Cit ce- Cit ce- Cit ce- Cit ce-
Cit ce-
e-
H+ H+ H+
H+ H+H+
H+
FO
H+H+
H+
Membrana mitocondrial internaI
II
III IV
Matriz mitocondrialNADH
e-
e-
e-e-
e-e-
e-e-
e-e-
e-e-
CoQe-
e-e-
CoQe-
CoQe-
CoQe-
CoQe-
CoQe-
NAD+ Succinato
e- e-
e- e-
e- e-
e- e-
e- e-
e- e-
CoQe-
e-CoQ
e-
e-CoQ
e-
e-CoQ
e-
e-CoQ
e-
e-CoQ
e-
e-e-e-
e Cit ceCit ce-
e-
e-
e-
e-
e-
e-
O2H2OH+ H+ H+
H+ H+ H+
H+ H+ H+
H+ H+ H+
H+
FO
F1
H+
H+
ADPATP
Espacio intermembrana
III
III
IV
Matriz
F1
Fo
CoQ
Cit c
NADH + H+ NAD+
Succinato Fumarato1/2 O2 + 2H+
H2O
ADP + Pi
ATP
4H+4H+ 2H+
H+
+ + + + + + ++
++
++
-- - -
-
--
Potencial Potencial F1ATP
-- - -
--Potencial
químico ∆∆∆∆pH
(interior alcalino)
Potencial eléctrico ∆∆∆∆ψψψψ
(interior negativo)
Síntesis de ATP guiada por fuerza
protón-motriz
∆G = 2,3RT(∆pH) + F(∆ψψψψ)
ADP + Pi ���� ATP + H2O ∆GO’ = 52 kJ/mol1
NADH + H+ + ½O2 ���� NAD+ + H2O ∆GO’ = -220 kJ/mol
NADH + H+ + ½O2 + 3ADP+ 3Pi ���� NAD+ + 4H2O + 3ATP ∆GO’ = -64 kJ/mol
FADH2 + ½O2 ���� FAD + H2O ∆GO’ = -152 kJ/mol
2
3
FADH2 + ½O2 + 2ADP+ 2Pi ���� FAD + 4H2O + 2ATP ∆GO’ = -48 kJ/mol
= 2,5ADP
O
= 1,5ADP
O
∆∆∆∆Gº’ = - 220 kJ/mol
∆∆∆∆Gº’ = - 152 kJ/mol
NADH + 11H+N + ½ O2 NAD+ + 10H+
P + H2O
NADH + H+ + ½ O2 NAD+ + H2O
FADH2 + ½ O2 FAD + H2O
∆∆∆∆Gº’ = 52 kJ/mol
ADP + Pi ATP + H 2O
ADP + Pi + nH+P ATP + H2O + nH+
N
nADP + nPi + ½ O2 + H+ + NADH nATP + H2O + NAD+
Con
sum
o de
O2
Sín
tesi
s de
AT
P
CN-
Con
sum
o de
O2
Sín
tesi
s de
AT
P
Oligomicina DNF
DESACOPLAMIENTO
Con
sum
o de
O2
tiempo
Sín
tesi
s de
AT
PADP + Pi
Succinato
Con
sum
o de
O2
tiempo
Sín
tesi
s de
AT
P
ADP + Pi
Succinato
MatrizEspacio
intermembrana
Cit c
O2H2O
O–
NO2
NO
Proteína desacoplante UCP
(termogenina)
H+H+
H+
Calor
ATP
ADP + Pi
DNO2
Proteínas desacoplantes (UCP)
Valinomicina (K +)• V síntesisATP = 0
• Vconsumo O2 →→→→ ↑