Presentación de PowerPoint - Biología Celular · Canalización del 1,3-DPG entre la G3P...
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U.T.I. Biología Celular
GlucólisisGlucólisis
Departamento de BioquímicaNoviembre de 2005
Estados de oxidación del Carbono
Localización de la glucólisisLocalización de la glucólisis
Principales destinos de la Glucosa
Estrategia general de la glucólisisEstrategia general de la glucólisis
1.1. Fosforilación de la glucosaFosforilación de la glucosa
Hexoquinasa : amplia especificidad de sustrato, Km = 0,1 mMGlucoquinasa : específica para glucosa, Km = 10 mM
2.2. Conversión de GConversión de G--6P en F6P en F--6P6P
3.3. Fosforilación de la FFosforilación de la F--6P a F6P a F--1,6 DP1,6 DP
Principal reacción de regulación de la glucólisis:Principal reacción de regulación de la glucólisis:
Moduladores positivos Moduladores positivos = ADP, AMP, F= ADP, AMP, F--2,6 DP2,6 DP
Moduladores negativos Moduladores negativos = ATP, citrato= ATP, citrato
4.4. Rotura de la F 1,6 DP en DHAP y GRotura de la F 1,6 DP en DHAP y G--3P3P
5.5. InterconversiónInterconversión de las de las triosastriosas fosfatofosfato
6.6. Oxidación del GOxidación del G--3P a 1,33P a 1,3--DFGDFG
Gran parte de la energía de oxidación del grupo carbonilo a Gran parte de la energía de oxidación del grupo carbonilo a carboxilo se conserva en el anhídrido carboxilo se conserva en el anhídrido acilacil--fosfato, fosfato, ∆∆GGoo’ de ’ de hidrólisis = hidrólisis = --49,3 49,3 kJkJ//molmol (ATP = (ATP = --30,5 30,5 kJkJ//molmol) )
Nicotinamida adenina Nicotinamida adenina dinucleótidodinucleótido (NAD)(NAD)
Mecanismo de acción de la G3PDHMecanismo de acción de la G3PDH
Inhibición irreversible por Inhibición irreversible por iodoacetatoiodoacetato, bloqueo de , bloqueo de grupo grupo ––SHSH en el sitio en el sitio activo de la enzima activo de la enzima
7.7. Transferencia del Transferencia del ––PP desde el 1,3desde el 1,3--DPG al ADPDPG al ADP
La formación de ATP a través de la transferencia de un La formación de ATP a través de la transferencia de un grupo fosfato del alta energía proveniente de un sustrato grupo fosfato del alta energía proveniente de un sustrato fosforiladofosforilado se denominase denomina Fosforilación a nivel del sustrato
Canalización del 1,3-DPG entre la G3P deshidrogenasadeshidrogenasa y la 3-PG quinasa
8.8. Conversión del 3Conversión del 3--PG en 2PG en 2--PGPG
Mecanismo de acción de la Mecanismo de acción de la fosfogliceratofosfoglicerato mutasamutasa
9.9. Deshidratación del 2Deshidratación del 2--PG a PEPPG a PEP
∆∆GGoo’ hidrólisis del fosfato de 2’ hidrólisis del fosfato de 2--PG = PG = -- 17,6 17,6 kJkJ//molmol∆∆GGoo’ hidrólisis del fosfato de PEP’ hidrólisis del fosfato de PEP = = -- 61,9 61,9 kJkJ//molmol
Esta diferencia se debe a una redistribución de energía en Esta diferencia se debe a una redistribución de energía en la molécula de PEPla molécula de PEP
10.10. Transferencia del Transferencia del ––PP desde el PEP al ADPdesde el PEP al ADP
Segunda Segunda fosforilación a fosforilación a nivel del sustratonivel del sustrato
Balance energético de la glucólisisBalance energético de la glucólisis
Glucosa + 2ATP + 2NADGlucosa + 2ATP + 2NAD++ + 4ADP + 2P+ 4ADP + 2Pii2 2 PiruvatoPiruvato + 2ADP + 2NADH + 2H+ 2ADP + 2NADH + 2H++ + 4ATP + 2H+ 4ATP + 2H22O O
Glucosa + 2NADGlucosa + 2NAD++ + 2ADP + 2P+ 2ADP + 2Pii2 2 PiruvatoPiruvato + 2NADH + 2H+ 2NADH + 2H++ + 2ATP + 2H+ 2ATP + 2H22O O
Glucosa + 6O2Glucosa + 6O2 6CO2 + 6H2O6CO2 + 6H2O∆∆GGoo’ = ’ = -- 2840 2840 kJkJ//molmol
GlucosaGlucosa 2 2 PiruvatoPiruvato∆∆GGoo’ = ’ = -- 586 586 kJkJ//molmol
2 NAD+2 NAD+ 2 NADH2 NADH∆∆GGoo’ = + 440 ’ = + 440 kJkJ//molmol
2 ADP + 2 ADP + PiPi 2 ATP2 ATP∆∆GGoo’ = + 61 ’ = + 61 kJkJ//molmol
Del 100% de la energía contenida en una Del 100% de la energía contenida en una molécula de glucosa:molécula de glucosa:
•• el 79,4% está aún en los 2 el 79,4% está aún en los 2 piruvatospiruvatos•• el 15,5% está en los 2 NADHel 15,5% está en los 2 NADH•• el 2,1 % está en los 2 ATPel 2,1 % está en los 2 ATP
Posibles destinos del Posibles destinos del piruvatopiruvato
Tres destinos del Tres destinos del piruvatopiruvato producido en la glucólisisproducido en la glucólisis
AnaeróbicoAnaeróbico(fermentación láctica)(fermentación láctica)
AeróbicoAeróbico(oxidación)(oxidación)
AnaeróbicoAnaeróbico(fermentación alcohólica)(fermentación alcohólica)
Fermentación lácticaFermentación láctica
Fermentación alcohólicaFermentación alcohólica
Rutas alimentadoras de la glucólisisRutas alimentadoras de la glucólisis
Gran número de Gran número de glúcidosglúcidos (aparte de la glucosa) (aparte de la glucosa) entran finalmente a la ruta entran finalmente a la ruta glucolíticaglucolítica::
•• polisacáridos: glucógeno y almidónpolisacáridos: glucógeno y almidón
•• disacáridos: maltosa, lactosa, disacáridos: maltosa, lactosa, trehalosatrehalosa, , sacarosasacarosa
•• monosacáridos: fructosa, monosacáridos: fructosa, manosamanosa, , galactosa galactosa
Regulación de la glucólisisRegulación de la glucólisis
Principios generales: las etapas de la glucólisis que Principios generales: las etapas de la glucólisis que están reguladas por enzimas clave:están reguladas por enzimas clave:
•• son generalmente fuertemente son generalmente fuertemente exergónicasexergónicas e irreversibles e irreversibles en las condiciones celularesen las condiciones celulares
•• están lejos del equilibrio en el estado estacionario están lejos del equilibrio en el estado estacionario metabólicometabólico
•• Están limitadas por la enzima y no por el sustratoEstán limitadas por la enzima y no por el sustrato
Las etapas Las etapas glucolíticasglucolíticas reguladas son aquellas reguladas son aquellas catalizadas por:catalizadas por:
•• HexoquinasaHexoquinasa•• FosfofructoquinasaFosfofructoquinasa•• piruvatoquinasapiruvatoquinasa
Principales etapas de regulación de la glucólisisPrincipales etapas de regulación de la glucólisis
Regulación de la glucólisisRegulación de la glucólisisEtapa 1.Etapa 1. Fosforilación de la glucosaFosforilación de la glucosa
Hexoquinasa / Glucoquinasa
HexoquinasaHexoquinasa::Inhibidor Inhibidor alostéricoalostérico GG--6P6P
GlucoquinasaGlucoquinasa::V = [glucosa]V = [glucosa]Inhibidor Inhibidor alostéricoalostérico FF--6P6P
Regulación de la glucólisisRegulación de la glucólisisEtapa 3.Etapa 3. Fosforilación de la FFosforilación de la F--6P a F6P a F--1,6 DP1,6 DP
Fosfofructoquinasa-1
Metabolismo de la FMetabolismo de la F--2,6 DP2,6 DP
Regulación hormonal de la [FRegulación hormonal de la [F--2,6 DP]2,6 DP]
Regulación de la glucólisisRegulación de la glucólisisEtapa 10.Etapa 10. Transferencia del Transferencia del ––PP desde el PEP al ADPdesde el PEP al ADP
Piruvato quinasaModuladores alostéricos negativos
• ATP• Alanina• Acetil-CoA• Ác. grasos de cadena larga
Moduladores alostéricos positivos• F1,6-DP
Modulación covalente por fosforilación
inactivaactiva