Download Gluconeogénesis

Gluconeogénesis
Gluconeogénesis y Síntesis de Carbohidratos
Catabolismo - Carbohidratos, Ácidos Grasos y Amino Ácidos →
Convergencia: Ciclo de Krebs, Fosforilación Oxidativa
Anabolismo - energía química (ATP) y NADH o NADPH para
sintetizar macromoléculas a partir de precursores simples.
Anabolismo-Reductivo Catabolismo-Oxidativo
Relación entre Anabolismo y Catabolismo: Reacciones comunes
(utilizadas en ambos procesos, reversibles). Por lo menos una no
es reversible y es única para cada proceso.
Regulación:
a) Ocurre en estos pasos no reversibles
b) Coordinada, catabolismo activo - anabolismo inactivo
c) primeros pasos para evitar síntesis de intermediarios
Procesos endergónicos (anabolismo) son acoplados a hidrólisis
de ATP - termodinámicamente favorables.
Gluconeogénesis - síntesis de glucosa a partir de compuestos
simples no carbohidratos
Necesaria - tejidos que utilizan glucosa como única (o principal)
fuente de energía (cerebro, sistema nervioso, eritrocitos, etc.)
Universal - (animales, plantas, hongos, mo.)
Ocurre principalmente en hígado y un poco en corteza adrenal glucosa producida aquí es transportada a otros tejidos.
Precursores - lactato, piruvato, varios a.a.
Rxns. gluconeogénesis - idénticas en todos org., varía su
regulación dependiendo de especies y tejidos.
Siete reacciones de glucólisis son utilizadas en gluconeogénesis
Tres de glucólisis son irreversibles (no pueden utilizarse en
gluconeogénesis) Existen pasos alternos que hacen las rxns
exergónicas. En estos pasos se lleva a cabo la regulación de
gluconeogénesis.
Glucólisis vs. Gluconeogénesis
10) Transferencia de grupo fosfato de PEP a ADP
- Enzima – kinasa de piruvato, requiere Mg2+ y K+
-  Imp. Regulación
-  Formación de 2 ATP
- Rx. Irreversible
Rutas alternas para la formación de PEP a partir de Piruvato
Primer Paso Irreversible en Gluconeogénesis
Piruvato→ Fosfoenolpiruvato (PEP)
No puede ser la rxn. reversible de la última rxn. de glucólisis.
(∆G = -) Requiere rxns en citoplasma y mitocondrio.
Alanina, o Piruvato - Precursores
1) Piruvato es transportado al mitocondrio o alanina es
convertida a piruvato por transaminación en el mitocondrio.
2) Piruvato es convertido a oxaloacetato en el mitocondrio por
carboxilasa de piruvato. Enzima requiere ATP y biotina.
biotina - transportador de HCO3Acetil CoA activa enzima - imp. en regulación
Rxn. anaplerótica - sintetiza intermediarios del Ciclo de Krebs.
Piruvato  PEP (Carboxilación/Decarboxilación)
3) Oxaloacetato se reduce a malato en mitocondrio.
Enzima-dehidrogenasa de malato, utiliza NADH
∆G = 0 en condiciones intracelulares (Imp. en Ciclo de Krebs en
dirección opuesta)
4) Malato sale del mitocondrio por el transportador de malato/αcetoglutarato y en el citoplasma es oxidado a oxaloacetato.
Produce NADH en el citoplasma.
5) Oxaloacetato es convertido en PEP por carboxikinasa de
fosfoenolpiruvato.
Requiere Mg2+ y GTP.
Rxn reversible en condiciones celulares (Síntesis de PEP en
balance con Hidrólisis de GTP)
Rutas alternas para la formación de PEP a partir de Piruvato
Se utiliza 1 ATP y 1 GTP
Piruvato → PEP
Se produce 1 ATP
PEP→piruvato
∆G’o = 0.9kJ/mol
∆G = -25kJ/mol
PEP se utiliza en otras rxns. [PEP] baja.
[NADH/NAD+] es más bajo en citoplasma que en mitocondrio.
NADH se consume en gluconeogénesis en paso de 1,3Bifosfoglicerato a gliceraldehído-3P.
Gluconeogénesis no puede continuar en ausencia de NADH - se
transporta malato al citoplasma y se reoxida a oxaloacetato,
produciendo NADH en el citoplasma.
Rutas alternas para la formación de PEP a partir de Piruvato
Lactato -precursor (músculo activo, eritrocitos)
1) lactato→ piruvato produce NADH en cit.
2) Piruvato se transporta al mitocondrio
3) piruvato → oxaloacetato (carboxilasa de piruvato)
4) oxaloacetato → PEP (carboxikinasa de PEP, isozima en el
mitocondrio)
5) PEP - transportado al citoplasma
Segundo Paso Irreversible en Gluconeogénesis
Fructosa 1-6 BiP → Fructosa 6P
Enzima- fructosa 1,6 Bifosfatasa, requiere Mg2+
Hidrólisis irreversible del fosfato en el C-1.
No transferencia a ADP → ATP.
∆G = negativo, se libera Pi
Destinado a glucólisis,
Ahora no hay vuelta atrás…
Tercer Paso Irreversible de Gluconeogénesis
Glucosa 6P → Glucosa
Enzima- glucosa 6-fosfatasa, requiere Mg2+, hidrólisis
irreversible
No transferencia a ADP → ATP.
∆G = negativo, se libera Pi
Rxn. similar a paso 2
Enzima- solo en hepatocitos y riñón, no en músculo o cerebro.
Por tal razón no ocurre gluconeogénesis en estos tejidos.
Gluconeogénesis - consume mucha energía
2 piruvato (3C) → 1 glucosa (6C)
Por cada molécula de piruvato se consumen:
2 ATP, 1 GTP y 1 NADH
Por cada molécula de glucosa sintetizada:
4 ATP, 2GTP, 2NADH
Esta energía es necesaria para hacer el proceso de
gluconeogénesis irreversible.
Intermediarios del Ciclo de Krebs y Amino Ácidos Glucogénicos
Ácidos Grasos son fuente de energía pero no de carbonos en
gluconeogénesis
Y Glicerol?
Degradación de ácidos
grasos no hay producción
neta de oxaloacetato. Por
cada 2C que entran
al Ciclo de Krebs como
Acetil CoA, salen 2C
como CO2.
Produce mucha energía
que se utiliza en
gluconeogénesis.
Ácidos Grasos son fuente de energía pero no de carbonos en
gluconeogénesis
Y Glicerol?