Download Anabolismo de los carbohidratos

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA
ESCUELA DE AGRONOMÍA
FACULTAD DE AGRONOMÍA
DEPARTAMENTO DE QUIMÍCA Y TECNOLOGÍA
CATEDRA DE BIOQUIMÍCA
Gluconeogénesis
Glucogénesis
Glucólisis
Gluconeogénesis
Citoplasma
Polisacáridos
(Almidón o Glucógeno)
Visión General del Metabolismo
Hidrólisis
Glucogénesis
de Carbohidratos
Monosacáridos
(Glucosa)
ATP
Ribosa
Glucosa 6P Ruta del Fosfogluconato
NADPH + H+
ATP
Gliceraldehído 3 P
NADH + H+
ATP
Ácido Láctico Fermentación Láctica
ATP
Etanal + CO2
Etanol Fermentación Alcohólica
Ácido Pirúvico
Acetil CoA
Mitocondria
Ác. Oxalacético
CO2
NADH + H+
Ác. Cítrico
NADH + H+
Ác.
Isocítrico
Ác. Málico
CO2
NADH + H+
Ác. a-Cetoglutárico
Ciclo de Krebs
Ác. Fumárico
FADH2
Ác. Succínico
Succinil CoA
CO2
NADH + H+
GTP
H2O
I
CoQ
II
III
Cit c
IV
O2
Cadena de Transporte de Electrones
Profa. Audrey Suárez. Bioquímica. Objetivo 2. Metabolismo de Carbohidratos.
V
ADP+Pi
ATP
Visión general del anabolismo de los carbohidratos
Procesos anabólicos de los carbohidratos
Gluconeogénesis
Glucogénesis
Biosíntesis de glucosa
a partir de precursores
sencillos.
Biosíntesis
del
glucógeno o almidón a
partir de la glucosa
Requieren
ATP o GTP
Potenciales de reducción
NADH + H+
Gluconeogénesis
Glucosa
sanguínea
Glicoproteínas
Glucógeno
monosacáridos
Disacáridos
Almidón
Sacarosa
Visión general del anabolismo de los carbohidratos
Almidón
Glucógeno
Glucogénesis
Dihidroxicetona P
Gliceraldehido 3 P
glicerol
g
l
u
c
o
Glucosa 6 P
n
e
Fosfoenolpíruvato o
g
é
n
Oxalacetato
e
s
i
Piruvato
s
Glucosa
Lactato
Aminoácidos glucogénicos
(Aspartato, Glutamato)
Ruta del glioxialato
Metabolitos del ciclo
de Krebs
Gluconeogénesis
ATP
ADP
Glucosa
Comparte las 7 reacciones reversibles de la glucolisis
Glucosa 6P
Frutosa 6P
3 reacciones irreversibles que deben ser rodeadas
ATP
ADP
Frutosa 1,6 bi P
P de Dihidroxicetona
Gliceraldehido 3 P
Gliceraldehido 3 P
Pi +NAD+
Pi +NAD+
NADH + H+
NADH + H+
1,3 Bi fosfoglicerato
ADP
ATP
ADP
ATP
3 fosfoglicerato
2 fosfoglicerato
H2O
H2O
Fosfoenolpiruvato
Fosfoenolpiruvato
ADP
ATP
Piruvato
Gluconeogénesis
Reacción irreversible
Glucosa
ATP
hexoquinasa
Fructosa 6 P
Fosfoenolpiruvato
ATP
ATP
Piruvato
quinasa
Fosfofrutoquinasa
ADP
ADP
ADP
Glucosa 6P
1
Fructosa1,6 bi P
Piruvato
Cada reacción debe ser rodeada para hacer posible la
transformación en sentido inverso
Rodeo de reacción: Vía diferente
Con enzimas diferentes
Sistema de reacciones
Gluconeogénesis
Rodeo de las reacciones irreversibles
Enzima: Hexoquinasa
Glucosa
ATP
ADP
Pi
Enzima: Glucosa 6 bi Fosfatasa
Glucosa 6P
Frutosa 6P
Enzima: Fosfofructo quinasa
ATP
ADP
Pi Enzima: Frutosa 1,6 bi Fosfatasa
Frutosa 1,6 bi P
Citosol
A
n
a
e
r
ó
b
i
c
o
GTP
Fosfoenolpiruvato
E3
Oxalacetato
E2
Malato
NADH + H+
NAD+
A
é
Pi +NAD+
r
+
NADH
+
H
o
Oxalacetato
b
ADP + Pi
E1
i
CO2 + ATP
c
Piruvato
Mitocondria o
Malato
E2
E1: Piruvato carboxilasa
E2: Malato deshidrogenasa
E3: Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa
CO2 + GDP
Piruvato
Reacciones de rodeo en la gluconeogénesis
Rodeo para convertir piruvato en fosfoenolpiruvato
1-. Carboxilación (mitocondria)
COO-
COO-
C = O + CO2 + ATP
C = O + ADP + APi
CH2
CH3
Piruvato
COOOxalacetato
Enzima: Piruvato Carboxilasa
La enzima requiere la coenzima Biotina.
La enzima es alostérica, modulador positivo, el acetil CoA,
La reacción requiere Mn+2
2-. Reducción (mitocondria)
COOC = O + NADH + H+
COOHO - C - H +
CH2
COOOxalacetato
CH2
COOL-Malato
Enzima: Malato Deshidrogenasa (Mitocondrial)
NAD+
Reacciones de rodeo en la gluconeogénesis
3-. Deshidrogenacion (Citosol)
COOHO - C - H + NAD+
CH2
COOL-Malato
COOC=O
+ NADH + H+
CH2
COOOxalacetato
Enzima: Malato Deshidrogenasa (citoplasmática)
4-. Descarboxilacion (Citosol)
COO-
C = O + GTP
C-O
CH2
CH2
SI
COO-
P + CO2 + GDP
COOOxalacetato
Fosfoenolpiruvato
Enzima: Fosfoenolpiruvato Carboxiquinasa (citoplasmática)
Reacciones de rodeo en la gluconeogénesis
Rodeo para convertir Fructosa 1,6 bi fosfato en Frutosa 6 Fosfato: Hidrólisis (citosol)
P – O2HC
O
CH2 - P
+
P – O2HC
O
CH2 OH
H2 O
Fructosa 1,6 bi fosfato
+
Pi
Fructosa 6 fosfato
Enzima: Fructosa 1,6 Fosfatasa
Rodeo para convertir Glucosa 6 fosfato en Glucosa: Hidrólisis (citosol)
CH2OH
CH2O - P
O
O
+
H2 O
Glucosa 6 fosfato
Enzima: Glucosa 6 fosfatasa
+
Glucosa
Pi
Balance energético de la gluconeogénesis
Molécula
Producido
Consumido
Neto
ATP
0
4
-4
GTP
0
2
-2
NADH
0
2
-2
La síntesis de glucosa a partir de piruvato es
energéticamente costosa
1,3 bi fosfoglicerato
3 fosfoglicerato
Requiere
2 fosfoglicerato
(2) Fosfoenolpiruvato
(2) Oxalacetato
(2) Piruvato
6 enlaces fosfato de alta
energía
2 molecs.
NADH
De
Ecuación general de la gluconeogénesis
Desde piruvato hasta glucosa 6P
2 piruvato  4 ATP  2 GTP  2 NADH  2 H   6 H 2O 
 glu cos a 6 P + 4ADP + 2GDP + 2NAD   5Pi
Sustrato
2NADH + H+
2 UTP
4 ATP
Producto
2 Piruvato (3C)
G
l
u
c
o
n
e
o
g
é
n
e
s
i
s
Glucosa 6 P (6C)
Resumen de la gluconeogénesis
Biosintetico
Aeróbico y
Anaeróbico
Piruvato
Anabólico
Condiciones
Precursor
Tipo de proceso
Gluconeogénesis
No es estrictamente
reacción inversa de
glucolisis.
Tres reacciones distintas
“Reacciones de rodeo”
la
la
glucosa
Productos
Energética
Consume
4 ATP
2 GTP
2 NADH
GLUCOGENÉSIS
Aspectos generales
Glucógeno
Almidón
Hígado
Músculos
Biosíntesis
Etapas
Preiniciación
GLUCOGÉNESIS
Precursor activo
Iniciación
Ocurre citosol
Cloroplatos y amiloplastos
ADP-glucosa
Síntesis del almidón
UDP-glucosa
Alargamiento
Transportadores de
restos glucósidos
Síntesis del glucógeno
Grupo D-glucosilo
Uridina
OH
Plantas
Uridin Tri fosfato
Etapas de la glucogénesis
Síntesis del glucógeno
Etapa de preiniciación: Formación del precursor UDP-glucosa
CH2O - P
O
CH2OH
O
O-P
Glucosa 6 P
Enzima: Fosfoglucomutasa
Glucosa 1 P
2Pi
Grupo D-glucosilo
CH2OH
Uridina
energía
O
+
UTP
O-P
Glucosa 1 P
+
PPi
OH
Uridin Tri fosfato
Enzima: glucosa 1 P uridil Trasferasa
UDP-Glucosa
Intermediario de alto contenido energético,
donador de unidades de glucosilo.
Etapas de la glucogénesis
Etapa de iniciación: Punto de partida de la síntesis
Glucogenina
Se requiere de una molécula cebadora para
iniciar la polimerización.
G
OH
UDP-Glucosa
Glucosil
Transferasa
El UDP-glucosa dona residuos glucosilos al
extreno no reductor de la cadena.
UDP
G
Refosforilación
Glucosa 1 P
+
O
+ ATP
UTP + ADP
Nucleosido difosfatoquinasa
La reacción se repite hasta que se hallan
unido 7 residuos de glucosilos.
Se inactiva glucosil transferasa
G
O
Enlaces glucosídicos
a (1  4)
Etapas de la glucogénesis
Etapa de alargamiento y ramificación
Actúan dos enzimas
G
O
UDP-Glucosa
UDP
Glucógeno Sintetasa
Glucosa 1 P
+ ATP
G
+
UTP + ADP
O
Enlaces glucosídicos a (1  4)
Enzima ramificante:
Amilo-(1,4 1,6)-Transglucosidasa
G
O
Enlaces glucosídicos a (1  6)
.....
.....
Alargamiento de la cadena
Glucógeno Sintetasa
Etapas de la glucogénesis
Etapa de alargamiento y ramificación
Glucógeno
sintetasa
G
Enzima
ramificante
Ecuación general
UDP  Glucosa  (Glucosa) n  UDP + (Glucosa) n 1
G
Glucógeno
Etapas de la glucogénesis
Síntesis del almidón
2Pi
Glucosa 1 P-adenil-Transferasa
+ ATP
Glucosa 1 P
G
ADP-Glucosa + PPi
O
ADP-Glucosa
Almidón Sintasa
Por cada molécula de ADP-Glucosa
se necesita un ATP.
ADP
Enlaces glucosídicos
G
energía
O
a (1  4)
Amilosa
Enzima ramificante:
Amilo-(1,4 1,6)-Transglucosida.
....
Enlaces glucosídicos a (1  6)
G
O
....
Amilopectina
PRINCIPALES DESTINOS DE LA GLUCOSA
Glucogeno, Almidon, Sacarosa
Almacenamiento
GLUCOSA
Oxidación vía ruta
Fosfato de pentosas
Ribosa 5 fosfato
Oxidación vía glucólisis
Piruvato