Clase 10 de BQE
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GLUCONEOGÉNESIS Y GLUCOGÉNESIS
Allan White
Bioquímico
CEAFI
�En los seres vivos, la degradación o catabolismo de compuestos que liberan energía está en equilibrio con los procesos anabólicos que resintetizan esos compuestos.
�Este anabolismo ocurre mediante- Reacciones reversibles- Rutas metabólicas diferentes.
Las etapas anabólicas diferentes son catalizadas por enzimas distintas de las que catalizan la vía catabólica, lo que permite una regulación más fina de ambos procesos.
En general, las rutas catabólicas, productoras de energía, son oxidativas, mientras las vías anabólicas son reductoras.
LACTATOGLICEROL ALANINA OTROS AMINOÁCIDOS
OXALACETATO
FOSFOENOLPIRUVATO
DIHIDROXIACETONA FOSFATO
GLUCOSA-6- FOSFATO
GLUCOSAGLUCÓGENO OTROS MONOSACÁRIDOS
INTERMEDIARIOS DEL CICLO DE KREBS
PIRUVATO
GLUCONEOGÉNESIS
� Es el proceso mediante el cual se sintetiza glucosa a partir de precursores no glucídicos.
� En los mamíferos es necesario que constantemente sea sintetizada la glucosa que requiere el metabolismo del sistema nervioso, eritrocitos, médula renal, testículos y otros tejidos.
GLUCOSA
GLUCOSA-6-P
FRUCTOSA-6-P
FRUCTOSA-1,6-BIS-P
DIHIDROXIACETONA-P
GLICERALDEHIDO-3-P GLICERALDEHIDO-3-P
(2)1,3-BISFOSFOGLICERATO
(2) 3-FOSFOGLICERATO
(2) 2-FOSFOGLICERATO
(2) FOSFOENOLPIRUVATO
(2) PIRUVATO
2ATP
2ADPpiruvatoquinasa (2) OXALACETATO
2CO2 + 2 ATP + 2H2O
2 ADP + 2Picarboxilasa
pirúvica
2 GTP
2CO2 + 2 GDP
PEP carboxiquinasa
ADP
ATP
ADP
ATP
H2O
Pi
H2O
Pihexoquinasa glucosa-6-fosfatasa
fosfofructoquinasa-1 fructosa-1,6-bisfosfatasa
2ADP
2ATP 2ATP
2ADP
2NAD+
2NADH + 2H+
2NAD+
2NADH + 2H+
1
2
3
4
5
6
� De las diez etapas de la glucólisis, sólo siete son reversibles.
� Es necesario que actúen enzimas diferentes en los pasos de:• piruvato a fosfoenolpiruvato• fructosa 1,6-difosfato a fructosa 6
fosfato• glucosa 6-fosfato a glucosa
Piruvato
Piruvato
CO2 + ATP + H2O
ADP + Pi
Oxalacetato
NADH + H+
NAD+
Malato
Malato
NADH + H+
NAD+
Oxalacetato
carboxilasapirúvica
deshidrogenasamálica (m)
GTP
GDP + CO2
deshidrogenasamálica (c)
PEP carboxiquinasa
Fosfoenolpiruvato
MITOCONDRIA
CITOPLASMA
Glicerol + ATPglicerolquinasa
Glicerol-3-P + ADP
Glicerol-3-P + NAD +
glicerol-3-P deshidrogenasa
Dihidroxiacetona-P + NADH + H +
Dihidroxiacetona-Ptriosa-P
isomerasa
Gliceraldehido-3P glucosa
PIRPEP
PIRUVATOOAA
Mal
ato
Malato
OAAPEPCK
Triosa fosfato
F-1,6-P2
Fructosa-6P
Glucosa-6P
Glucosa
TRANSPORTE
Glucosa plasmática
Glicerol
Alanina
F-2,6-P2
FFQ-1F-1,6-Pasa
+-
1
2
3
GLUCOGÉNESIS
� Es el proceso mediante el cual se polimeriza la glucosa formando glucógeno, principalmente en músculo e hígado.
� El glucógeno constituye un 6% del peso del hígado y un 1% del peso de los músculos, pero la masa muscular es entre 18 y 24 veces la hepática.
� La glicemia es principalmente mantenida por el glucógeno hepático.
� La conversión de Glucosa-6P en Glucosa-1P es reversible y requiere fosfoglucomutasa.
� Las conversiones de Glucosa-1P a Glucógeno y vice-versa, transcurren por vías diferentes.
� En la glucogénesis:UTP + Glucosa-1P ←→←→←→←→ UDPGlc + PPUDPGlc + (G6)n ←→←→←→←→ (G6)n+1 + UDP
Glucosa-6-fosfatoGlucosa
ADPATP
Glucosa Vía de las pentosas
Glucosa-1-fosfato
Glucógeno n
UDP- glucosa
Glucosa
Glucógeno n-1
UTP
PPi
glucógeno sintasa y enzima ramificante
enzima desramificantefosforilasa
Pi
Glucógeno n-1
H2O
1
2
3
4
55
Glucosa-6-fosfato Glucosa-1-fosfato
fosfoglucomutasa
1
Pirofosfato
Pirofosfatasa
H2O
2Pi
Uridintrifosfato (UTP)
UDP-glucosa pirofosforilasa
2 3
Uridindifosfo-glucosa (UDPG)
� La formación de UDPGlc requiere la enzima UDPGlc pirofosforilasa.
� Luego, la glucógeno sintasa cataliza la unión del C 1 del UDPGlc con el C 4de un residuo (glucosa) terminal del glucógeno pre-existente o primordial.
� El glucógeno primordial puede formarse sobre una proteína cebadora o glucogenina , la que permanece en el centro de la molécula de glucógeno.
Glucógeno n
glucógeno sintasa
Glucógeno n+1UDPG
UDP
+ H+
1 4
� Una vez que se forma una cadena de al menos 11 residuos de glucosa unidos en posición 1-4, es transferida una cadena de al menos 6 de estos residuos, dando origen a otra cadena, mediante una unión 1-6 catalizada por la enzima ramificante.
Enzima ramificante
(amilo-1,4 – 1,6 – transglucosilasa)
enlace αααα-1,4
enlace αααα-1,6
R
R
Glucógeno n Glucosa-1-fosfato
Glucógeno n-1
glucógeno fosforilasa
+ H+
� La degradación del glucógeno ocurre mediante la fosforólisis de los enlaces 1-4, catalizada por la fosforilasa , para producir Glucosa 1-P.
� Cuando las ramificaciones quedan con 4 residuos de glucosa, la glucanotransferasa transfiere trisacáridos a otras ramas, dejando un residuo unido por enlace 1-6.
� La escisión del enlace 1-6 la efectúa la enzima desramificante .
R
enlace αααα-1,6
R
8Pi
8 glucosa-1-P
fosforilasa
enzima desrramificante(actividad transglucosilasa)
enzima desrramificante(actividad a-1,6-hidrolasa)
H2O
glucosa
R
R
1
2
3