Metabolismo De Carbohidratos 1

Metabolismo de Carbohidratos Dr. Clara Nanne Trsc: Johel Cascante Vamos a ver la clase de hoy y en la próxima clase les voy a hacer una quiz..... Ya ayer vimos la descarboxilación oxidativa del piruvato, y el ciclo del ácido cítrico que son vías comunes de carbohidrato. Hoy vamos a ver el metabolismo de carbohidratos. Aquí tienen un esquema de tres vías del metabolismo de CHO, cuando hablamos de metabolismo de CHO estamos hablando de glucosa. Recuerden que los CHO que nosotros ingerimos en la dieta se convierten en el organismo a través de la digestión en glucosa. Tiene ustedes un esquema en donde se representa tres vías principales del metabolismo de la glucosa. Entonces en el esquema se observa que la glucosa puede transformarse en nuestro organismo en glucógeno, además se observa almidón y sacarosa que seria en el caso de los vegetales (este es un proceso anabólico). Otra vía es la donde la glucosa se convierte en piruvato que es la glicólisis, el piruvato producido no es un producto final. Y otra vía que se da en algunos tejidos donde la glucosa se convierte en ribosa –5fosfato, es la via de las pentosas, donde la glucosa produce Riboso-5-Fosfato(catabolismo secundario) . Entonces vamos hoy a empezar a ver una vía que es la glicólisis que como ya mencionamos transformamos glucosa en piruvato, luego que vamos esto lo vamos a unir con lo que vimos ayer en donde el piruvato a Acetil-Coa, y Acetil-Coa a CO2 (se da en el citosol). Esta vía convierte una molécula de glucosa a 2 moléculas de piruvato. La glicólisis es una vía que se realiza con las siguientes características: • Es una vía anaeróbico, por lo que puede ocurrir en ausencia de oxígeno, diferente a las dos vías de descarboxilación oxidativa del piruvato y ciclo de Krebs, que si no hay oxígeno no ocurren y esta presente en todas las células del organismo, es una vía universal. • Se va a producir ATP o NADH, por lo que esta vía es muy importante porque es la primer vía en la cual entra la glucosa a la célula de los diferentes tejidos a través de un GLUT, que de paso en músculo esquelético y tejido adiposo es el GLUT-IV. Una vez que esa glucosa entra en ese momento se necesita energía, la primer vía adonde entra la glucosa, es la glicólisis, toda esta vía se encuentra en el citosol de la célula. • Es una vía citoplasmática. Una vez que la glucosa entra rápidamente entra en la vía glicolítica, para transformarse en dos moléculas de piruvato. Todas esta enzimas que vamos a ir viendo están solubles en el citoplasma. Una de las características mas importantes es que es una vía anaeróbica, que significa que no necesita oxigeno para realizarse. Sirve como un primer paso para un serie de reacciones donde se produce energía, ósea reacciones catabólicas. Las otras dos vías que vimos ayer ocurren en la matriz mitocondrial. • Y es una vía universal lo que quiere decir que se encuentra en todos los seres vivientes no así ciclo de Krebs o descarboxilación oxidativa del piruvato.

En relación a la primera característica de ser una vía anaeróbica, resulta que en nuestros tejidos la glicólisis esta ocurriendo la mayor parte del tiempo en presencia de oxígeno, por lo que se utiliza el termino en otro sentido. Se puede dar en presencia y en ausencia de oxigeno. Entonces este termino se utiliza cuando se da en ausencia de oxigeno (Glicólisis anaeróbica). Por que se puede estar hablando de glicólisis aeróbica y anaeróbica. 1 La idea es que no se confundan, si la vía esta en presencia de oxígeno se da por producto piruvato, y en ausencia de oxígeno lactato. Pero siempre el proceso va a ser anaeróbico, en el sentido de que es independiente del oxigeno. No se asusten si hay glicólisis aeróbica, es para referirse a que cuando ella en presencia de Oxígeno. Vamos a ir viendo reacción por reacción, pero desde el punto de vista didáctico la glicólisis la separan en dos fases: vamos a ver la primera fase. Veamos cuales son las características de esta primera fase. Vamos a tener aquí que la glucosa va ir participando en una serie de reacciones y se va a ir transformando en fructosa-1,6-difosfato y esta molécula va a dar paso a dos moléculas de tres carbonos. En esta primera fase que vamos a ver como característica principal, que la molécula de glucosa que entra se va a transformar en dos moléculas de tres carbonos. Este es el esquema de lo que viene a ser la primera fase. En esta primera fase es una característica importante ver que se paso de una molécula de 6 carbonos a dos moléculas de 3 carbonos hubo catabolismo. Es de importancia también ver que se da el consumo de dos moléculas de ATP. Una molécula en l a primera reacción y en l tercera la segunda molécula. Veamos reacción por reacción. I. La primera reacción tiene una característica muy importante y es que es fisiológicamente irreversible. Desviada hacia la derecha, lo que va a ocurrir es que una vez que la glucosa entra por el GLUT, es captada por la enzima Hexoquinasa. Esta reacción va ha ser catalizada por 2 enzimas, dependiendo del tejido donde se encuentre. En que consiste la reacción, vamos a tener que una molécula de glucosa va a reaccionar con una molécula de ATP. Va a tomar un fosfato del ATP para formar glucosa –6-fosfato mas ATP. Aquí se consume una molécula de ATP para dar el fosfato que se va a esterificar al carbono 6 de la glucosa. Por que se llama quinasa? Se llama así por que toma un fosfato del ATP y se lo une al sustrato. La quinasa recuerden es una transferasa de fosfatos. la quinasas siempre están involucradas con el ATP. Entonces la enzima que cataliza esta reacción se llama Hexoquinasa, cuyo nombre nos indica que actúa sobre hexosa. Puede actuar sobre pentosa, sobre manosa, y otros azucares que entran al organismo. Se llama así por que tiene una especificidad relativa sobre hexosa. No es exclusiva para la glucosa. La Hexoquinasa es la que esta casi en todas las 1

La idea es que se puede utilizar ambos términos, relacionándolos con las circunstancias que rodean el proceso glicolitico que se este llevan a cabo. La diferencia entre ambas es la obvia; presencia o ausencia de Oxígeno.

celulaza del organismo, como el músculo esquelético y el resto de las células de distintos tejidos la presentan. Pero van a haber principalmente dos células que en lugar de Hexoquinasa tienen Glucoquinasa; las células-β del páncreas (que son la células que producen insulina), y los hepatocitos en hígado. Cual es la similitud entre la Hexoquinasa y la glucoquinasa ? la glucoquinasas se llama también hexoquinasa –IV, es una isoenzima (enzimas que catalizan la misma reacción ejem: la hexoquinasa y la glucoquinasa o hexoquinasa –IV catalizan esta misma reacción). Se encuentran en tejidos diferentes y estructuralmente pueden ser un poco diferentes. Pero catalizan la misma reacción. Otro ejemplo es la malato deshidrogenasa de Krebs se encuentra en la matriz mitocondrial y hay otra malato deshidrogenasa e el citoplasma de la células, ambas son isoenzimas. En este caso lo que varia de una isoenzima a otra son las propiedades cinéticas: la Km de la hexoquinasa para la glucosa es diferente que la de la glucoquinasa. La glucoquinasa que esta solamente en hígado y en las células- β del páncreas, el nombre confundió a algunas personas. La diferencia como ya se dijo va a ser la Km en relación con la glucosa y la velocidad de la reacción. Preguntan si son Isoenzimas ? a lo que responden que son la misma y que se esta usando mucho el termino de glucoquinasa. Dice que la glucoquinasa tiene una Km mucho mas elevada para la glucosa por que esta recibiendo la glucosa que viene de la digestión, por lo que viene en altas concentraciones, y la glucoquinasa en las células- β del páncreas funciona cuando se sube mucho la glucosa en sangre, para que se secrete insulina. Vean que siempre vamos a ver que el magnesio esta presente para estabilizar el ATP y el ADP. (N.T: adelante se da cuenta que se le olvido mencionar que esta reaccion es muy importante y que se le “ponen mucho asteriscos”-ver pie de pagina 3-). II. la segunda reacción se da una vez que se ha formado la glucosa –6- fosfato. Entonces esa glucosa –6-fosfato se transforma en fructosa –6-fosfato es catalizada por una enzima que se llama fosfo-hexosa isomerasas. Aquí en la reacción que es reversible la glucosa se transforma en su isomero fructosa-6fosfato. Pasa de una aldosa a una cetosa. Una vez que ocurre esto y ya tenemos la fructosa –6-fosfato viene un tercer reacción que es la fosforilación de la fructosa –6-fosfato que es un isomero.2 Esta es la segunda reacción irreversible. La primera fue la fosforilación inicial de la glucosa. III. la tercera reacción es una fosforilación de esta fructosa –6-fosfato, esta es la fosforilación de la fructosa6-fosfato. Es la segunda reacción irreversible, y esta es la segunda irreversible. Esta reacción consiste en lo siguiente, fructosa-6-fosfato mas ATP se va a transformar a través de una enzima que se llama fosfofructoquinasa-I que es una enzima “famosa”. Que toma un fosfato del ATP y lo introduce la fructosa-6fosfato pero en el carbono 1. y forma fructosa-1,6bifosfato mas ADP. Y la enzima la fosfofructoquinasa-1 cataliza este paso y lo desvía hacia la derecha. En esta reacción observen que se consume la segunda molécula de ATP. Recuerden que en al glicólisis al ser 2

Aquí recuerda lo importante que es la primera reacción y la tercera, ya que ambas son irreversibles. Recomienda poner le de tres a cuatro asteriscos.

catabólica mas bien se va a producir ATP, pero en la primera etapa se consume ATP. Uno en la fosforilación de la glucosa y el segundo en esta reacción. Entonces una vez que tenemos la fructosa-1,6-bifosfato ocurre la cuarta reacción. IV. tiene ustedes aquí que la molécula que se formo de fructosa-1,6-bifosfato la tenemos con sus 6 carbonos y la parte de arriba esta en lila y la de abajo en celeste; por que? Porque se va a partir en dos. Lo que va ocurrir es que va a llegar una enzima y la va a partir justo a la mitad. La aldolasa-A la va a partir entre el carbono 3 y 4, y va a producir del carbono 1-2-3 a la hidroxi-acetona fosfato, y del carbono 4-5-6 al gliceraldehido-3-fosfato, al partir la molécula en dos forma esta dos moléculas que son triosas, los azucares mas pequeños que hay, son triosas fosforiladas. Son isómeros una es la cetosa mas pequeña que hay y la otra es la aldosa mas pequeña que hay. Entonces la aldolasa-A es una liasa. Resulta que se va a formar en el citoplasma una molécula de dihidroxiacetona y una de gliceraldehido pero ellas se pueden convertir una en otra; hay una enzima la fosfo-triosa-isomerasa, se encarga de transformarlas hacia ambos lados. Es una reacción reversible tanto la aldolasa-A como la fosfo-triosaisomerasa. Claro que la glicólisis no se detiene, pero hasta aquí llega la primera parte. ----------Fin primera parte-----------Vamos a entrar a la segunda parte. Una vez que tenemos la dihidroxiacetona-fosfato y el gliceraldehído-3- fosfato, la enzima que esta en el citoplasma y que va a seguir actuando sobre ambas moléculas se llama gliceraldehído –3-fosfato deshidrogenasa; la fase II empieza utilizando como sustrato únicamente el gliceraldehído –3- fosfato. Tenemos en el medio ambas moléculas pero de esos dos solo el gliceraldehído –3- fosfato será consumido. Que le pasa a la dihidroxiacetona-fosfato? Va a ser transformada por la fosfotriosa-isomerasa a gliceraldehido –3- fosfato. De manera tal que toda la segunda fase tenemos que multiplicarla por 2. Todo se convierte el gliceraldehído-3-fosfato, por lo que el equilibrio se desplaza, hacia el gliceraldehído. Esta reacción puede servir para un desvió de la vía como en el tejido adiposo, donde el desplazamiento se da mas bien hacia glicerol –3-fosfato a partir de la dihidroxiacetona. Mas bien en el tejido adiposo el desplazamiento se da al revés. El desplazamiento se da siempre en relación hacia a donde se esta consumiendo un sustrato. En esta segunda fase dos gliceraldehídos-3fosfatos se van a convertir en dos piruvatos, pero en esta segunda fase , va a ver dos reacciones en donde se produce ATP. Entonces como son dos y hay que multiplicarlo por dos , ustedes van a ver que se

produce también un NADH. Se van a producir 4 ATP, en la primera parte se gastaron 2, además del NADH. Vamos a ver en que consiste esta segunda parte los dos gliceraldehídos nos van a producir 2 piruvatos. Este piruvato no es un producto final. Quien es un producto final? El CO2 si es un producto final, del ciclo de Krebs, la glucosa al final se va a transformar en CO2 y agua. El piruvato que se forma rápidamente atraviesa por un transportador a la membrana interna de la mitocondria, y es descarboxilado por el complejo piruvatodeshidrogenasa de tipo A, y el acetil- Coa se va a Krebs. Normalmente no se acumula. Empezamos con una reacción importantísima. Que pasa aquí? El gliceraldehído –3-fosfato se va a oxidar, a un ácido, es una típica reacción de oxidación. El aldehído cuando gana un oxigeno se tranforma en carboxilo. Lo que pasa es que aquí el carboxilo esta unido a un fosfato. Pero si nosotros quitamos el fosfato , se puede ver el carboxilo. Es una oxidación por ganancia de oxígeno, y yo les dije que la glicólisis es anaeróbica, y sigue siendo no dependiente del oxigeno, pero en esta reacción se da una oxidación de este tipo por que, vean que aquí entra a jugar una papel muy importante el fosfato inorgánico, recuerden que aquí hay un buffer de fosfato, que es el que mantiene el Ph neutro de la celula. Entonces en esta reaccion que es lo que hace la enzima que es la gliceraldehído- 3- fosfato deshidrogenasa. Y que tiene una coenzima que es el NAD, es la primera vez que hablamos de un NAD que se encuentra en el citoplasma, contrario a los NAD que hablamos ayer los cuales estaban todos en la matriz mitocondrial. Es un NAD citosólico o citoplasmático, en otro compartimiento. Entonces lo que ocurre es que ese gliceraldehído –3-fosfato reacciona con el fosfato inorgánico, la enzima la gliceraldehído- 3- fosfato deshidrogenasa le pega el fosfato inorgánico al grupo aldehído, y al pegarlo le cede este oxigeno que hace que se transforme el gliceraldehído3- fosfato en una ácido. Que seria el ácido 1-3-difosfoglicérico pero como esta ionizado se habla de 1,3difosfoglicerato, lo que paso es que quien da el oxígeno es el fosfato. No es dado por el oxígeno atmosférico, por lo que esta reacción puede ocurrir en ausencia de oxígeno. Es el fosfato inorgánico el que da el oxígeno, como consecuencia en determinados momentos se va a observar como se liberan electrones para que una molécula de NAD se convierte en una de NADH. La reacción es reversible, pero lo importante es que participa el fosfato inorgánico. Y lo mas importante es que al formarse el 1,3difosfoglicerato se da el único paso en la glicólisis donde se produce NADH. Ese NADH cuyo destino principal va a ser irse a la cadena oxidativa, para convertirse de nuevo en NAD oxidado. Pero si la célula es anaeróbica, por ejemplo un glóbulo rojo, ese NADH siempre tiene que transformarse otra vez en NAH oxidado para cumplir diferentes procesos, vamos a ver los diferentes destinos que tiene en relación a la célula que observemos. Normalmente el NADH va a cadena oxidativa a producir ATP. Es el único paso oxidativo de la glicólisis. Una vez que se formo el 1,3-difosfoglicerato es un compuesto de muy elevada energía de hidrólisis. Mucho mas rico en energía que los derivados de la CoA, esto significa que cuando el 1,3-difosfoglicerato se hidroliza se libera una grandísima cantidad de energía. Entonces aquí esto viene a ser una típica reacción de fosforilación a nivel del sustrato. Por que el compuesto de elevada energía de hidrólisis que es el 1,3difosfoglicerato, va a reaccionar con un ADP y la enzima que se llama fosfoglicerato quinasa va a quitarle el fosfato al carbono 1 del 1,3-difosfoglicerato, y se lo pasa al ADP y se forma ATP y 3-fosfoglicerato. La reacción es reversible y se forma el primer ATP a nivel de sustrato. Cuando un compuesto de elevada energía de hidrólisis se hidroliza al hidrolizarse se libera una gran cantidad de energía parte de la cual va ser utilizada para quitar este fosfato y pegárselo al ADP y formar ATP. Típica reacción de fosforilación a nivel de sustrato. Como son 2 moléculas , aquí se forman los primeros 2 ATP de la fase II cuando ustedes vean que el ADP se transforma en ATP por que un compuesto de alta energía, cedió la energía para pegar el fosfato al ADP esto será una fosforilación a nivel de sustrato. No tiene nada que ver con la cadena oxidativa. La quinasa es una enzima que le quita una fosfato del sustrato y lo pasa al ADP, o cuando la reacción es reversible le quita un fosfato al ADP y se lo pasa al sustrato cual1quieras de los 2 sentidos.

Una vez que se forma el 3-fosfoglicerato en esta reacción simplemente ocurre que un isomero se transforma en otro, llega una enzima y toma el fosfato del carbono 3 y lo pasa al carbono 2, este tipo de isomerasa se llama mutasa. Por que coge un fosfato y lo pasa de una carbono a otro. Transforma el 3fosfoglicerato en 2-fosfoglicerato. Lo que se quiere ahora es llegar a formar otro compuesto de elevada energía que es el fosfoenol-piruvato. Para que ocurra la segunda y ultima fosforilación a nivel de sustrato. Entonces una vez que se formo 2fosfoglicerato viene otra reacción en donde lo que va a ocurrir es que se va a eliminar agua, lo que ocurre es que entra una enzima que se llama Enolasa; le quito una OH al carbono y un H, por lo que se general agua, al quitarle este molécula de agua, se forma un doble enlace y se forma el famosos fosfoenolpiruvato, que es un compuesto de elevada energía de hidrólisis. La reacción es reversible. En al ultima reacción de la glicólisis en presencia de oxígeno este fosfoenolpiruvato se va a hidrolizar para dar energía y así que se forme las últimas moléculas de ATP. La ultima reacción, que es una fosforilación a nivel de sustrato. La reacción consiste en que el fosfoenolpiruvato se hidroliza, recuerdan que tenia una energía de –14.8 Kilocalorías por mol ,es fuertemente exergónica, la hidrólisis del ATP esta en el rango de los 7.3 Kc/m.. llega la enzima que se llama piruvato quinasa, y hidroliza el fosfoenolpiruvato liberando el fosfato y se libera una gran cantidad de energía parte de la cual va a ser utilizada para unirle este fosfato al ADP, para forma ATP, y al quitar el fosfato se da una arreglo y se forma el piruvato, el αcetoácido mas importante que es el piruvato. La reacción en este caso es irreversible por que al sumar las dos la hidrólisis del fosfoenolpiruvato y la biosíntesis del ATP la suma da –31.4Kc/mol, lo que la hace fuertemente exergónica. Esta desplazada hacia la formación de piruvato y ATP. La piruvato quinasa es la responsable de la formación del ultimo ATP, por que de dos piruvatos que se forman se forman dos moléculas de ATP. Es la segunda fosforilación a nivel del sustrato, y es irreversible.3 Es la tercera reacción irreversible Ahora se formo el piruvato, entra por el transportador y se tranforma en Acetil-Coa, con el complejo piruvato deshidrogenasa, entra Krebs, glucosa, Co2, agua y ATP. Serian 3 vías, la oxidación de la glucosa esta compuesta por glicólisis, descarboxilación oxidativa del piruvato, y Krebs. Pero que pasa con los glóbulos rojos donde no tenemos mitocondrias? Hay oxígeno pero el proceso es anaeróbico, que pasa con el NADH, tenemos que recordar que el NADH que se forma tiene que irse a la cadena oxidativa, para recuperarse en forma de NAD, el destino es lo que hace que se forme piruvato en la glicólisis en presencia de oxigeno. En glóbulos rojos , ese NADH no se puede ir a la cadena oxidativa , se va a una enzima que se 3

De nuevo, cada vez que se repite una idea ella la menciona cuatro veces.

llama la LACTATO DESHIDROGENASA, utiliza como coenzima el NADH, para ceder sus equivalentes reductores para reducir el ceto a alcohol, por lo que se produce lactato, ósea que este NADH, que ustedes ven es el que como se tiene que recuperar en forma oxidada es el va a conformar el piruvato en lactato. En los glóbulos rojos ese piruvato se transforma inmediatamente en lactato. Y este lactato se forma con los equivalentes reductores provenientes del NADH. Se recupera oxidado y al recuperarse va a actuar en el paso del la gliceraldehído-3- fosfatodeshidrogenasa. La glicólisis sigue ocurriendo aunque no haya oxigeno. Pero tiene como producto final al lactato, siempre es un producto final. Si se acumula en la membrana plasmática de los glóbulos rojos hay un transportador que esta sacando el lactato, ese lactato va para el hígado y ahí es transformado en glucosa. Durante el ejercicio intenso en el músculo esquelético, se produce lactato, ese lactato sale por un transportador en la membrana plasmática, y se va al hígado. El lactato si es un producto final. Aunque nosotros tenemos que la reacción es reversible, el lactato no se va a reconvertir en piruvato. Mas bien sale y es transportado al hígado. Por lo que.... La diferencia entre la glicólisis aeróbica y anaeróbica va a estar en el producto y además vamos a tener una diferencia en el conteo de ATP. Este proceso se da en glóbulos rojos en músculo esquelético en situación de esfuerzo. Menciona que hay una lactato deshidrogenasa en el hígado, pero tiene un Km muy pequeña para el lactato, de manera tal que el que el llega lo transforma en piruvato. Quien decide cual va a ser el producto de la glicólisis en ausencia o presencia de oxígeno va a ser el destino que tome ese NADH, si se va a la cadena oxidativa se van a producir cuanto ATP ? 2.5 *2 =5, menos 2 ATP en la primera etapa, mas 4 ATP en la segunda etapa, mas dos ATP a nivel de sustrato. En ausencia de oxígeno el NADH no se va a ir a cadena oxidativa, se va a ir a la lactato deshidrogenasa, por lo que los ATP del NADH no se producen no se producen 2 ATP. Las reacciones reversibles por lo general tiene un ΔG especifico. El lactato en la célula que lo produce no va a formar piruvato, en el hígado si porque en el hígado, existe un proceso que es la gluconeogénesis. El NADH se puede ir a la matriz mitocondrial, como Número de moléculas de ATP cualquier NADH, pero como tiene que producidas en la oxidación de una atravesar la membrana interna de la molécula de glucosa mitocondria hay un mecanismo especial que son las lanzaderas. Se transforma a ATP • Oxidación aeróbica: cuando le cede al complejo I de la cadena • Glucosa + 6 O2? 6 CO2 + 6 H2O oxidativa, los equivalentes reductores. Es ahí • Glucosa ? 2 piruvato 7 ATP cuando da producción de ATP (2.5 moléculas • 2 piruvato ? 2 acetil CoA +2CO2 5 ATP ). El otro destino es que le cede al piruvato • 2 acetil CoA ? 4 CO2 20 ATP por medio de la lactato deshidrogenasa, los • _________ equivalentes reductores. • 32 /30 ATP Repasemos. En la primera parte esta • Oxidación anaeróbica: claro que se gastan 2 ATP, en la segunda parte tiene que ser multiplicada por 2. En la • Glucosa ? 2 lactato 2 ATP segunda parte se puede dar en presencia de oxígeno se producen 2 NADH, que se van a

cadena oxidativa son para producir 2,5 ATP cada uno, y 2 ATP en el paso de al fosfoglicerato quinasa y otros 2 en el paso de piruvato quinasa. A nivel de sustrato son 4 moleculas de ATP, menos 2 de la primera fase da como resultado 2 ATP, y pase lo que pase siempre va ha ser así. En presencia de oxígeno se nos va a formar el NADH que es responsable de formar 5 ATP.

En ausencia de oxígeno seria capaz solo de producir 2 ATP lo que la hace muy poco eficiente. Por lo que un tejido que esta bloqueado o que no le llega sangre oxigenada, puede vivir por espacio de ciertos segundos una glicólisis. Desde el punto de vista de producción de ATP es muy pobre, pero se ha mantenido en el curso de la evolución, para permitir al organismo a vivir en ausencia de oxígeno por periodos cortos. Si solo se pudiera dar el proceso a nivel aeróbico, cualquier tejido a perder el oxígeno moriría. Es un mecanismo de defensa. Un detalle importante es que todos los intermediarios de la glicólisis están fosforilados. La primera fase es dependiente de energía y la segunda es productora de energía. Ya habiamos hablado de que no hay ningun transportador que meta el NADH , por lo que vamos a ver dos mecasnismos llamados LANZADERAS, que son mecanismos para interiorizar ese NADH a la matriz mitocondrial. Hay dos la lanzadera de glicerolfosfato y la lanzadera del malato-aspartato. La lanzadera de glicerol-fosfato a sido muy estudiada en músculo esquelético y cerebro, y la lanzadera de malato aspartato esta en hígado, riñón y corazón. Regulación Hay varias enzimas además de la hexoquinasa o la glucoquinasa que fosforilan la glucosa. Esta la fructoquinasa, la lactoquinasa, osea que además de la hexoquinasa que puede actuar sobre fructosa o sobre galactosa hay otras enzimas involucradas en el metabolismo de los azucares ; enzimas quinasas. Para poder estudiar la regulación de la glicólisis, hay algo importante en relación a la glucoquinasa y la hexoquinasa. Cual va a ser la diferencia entre ambas isoenzimas? La hexoquinasa va a estar en los tejidos con excepción de las células β-páncreas y los hepatocitos por lo que la hexoquinasa va a recibir la glucosa que viene de la circulación sanguínea. En el caso de glucoquinasa va a recibir la glucosa que entra por la vía porta, ósea que viene de la digestión. La hexoquinasa que recibe glucosa que viene en concentración de 70 a 110 miligramos por decilitro. Esto es mas menos de 4.5 a 5 milimolar. Esta glucosa entra por el GLUT , generalmente viene en ese rango de concentración , pero la hexoquinasa tiene un KM muy bajo para la glucosa por lo que la función de ella es que en concentraciones muy bajas inmediatamente fosforila para que se transforme en glucosa –6-fosfato, por lo que podemos inferir que la hexoquinasa le ayuda al GLUT a internalizar la glucosa, para que sirva para la glicólisis o para otra vía. Esto por que desde el momento que esta fosforilada tiene carga negativa lo que le impide difundirse al exterior de la célula. Hay una acción compartida entre el GLUT y la hexoquinasa. La hexoquinasa tiene una Km muy bajita para la glucosa. Y la glucoquinasa? Se va a encontrar en el hepatocito y se va a encargar de fosforilar la glucosa cuando viene en concentraciones elevadas de la digestión. Ella usualmente no esta actúa, solo opera cuando le llegan concentraciones muy elevadas de glucosa, y la fosforila, para dirigirla a la formación de glucógeno. El higado va a recibir glucosa de la digestión y ahí la glucoquinasa tiene una Km muy elevada para la glucosa , alrededor de 10 mml, por lo que la fosforila, y parte la destina hacia al formación de glucógeno. En las células β del páncreas cuando reciba las concentraciones altas de glucosa , liberan insulina. En niveles muy altos la glucoquinasa actúa para echar a andar la liberación de la insulina. La Km de las 2 es diferentes, por el sitio en que se encuentran y las concentraciones de glucosa que están recibiendo. Si la concentración de

glucosa que llega al hígado es muy baja la glucoquinasa no actúa. La mas afin es este caso es la glucoquinasa. Otra diferencia de esta dos enzimas es que la hexoquinasa es inhibida por la glucosa-6fosfato. La glucosa-6-fosfato pero no inhibe a la glucoquinasa. Recapitulando: Diferencias entre las dos, la hexoquinasa tiene una Km baja para la glucosa y es inhibida por concentraciones elevadas de glucosa-6-fosfato. Esta en la mayoría de los tejidos con excepción de células βdel páncreas y hepatocitos. Resulta que aquí estamos con otro tipo de regulación que tiene la glucoquinasa, estamos en hígado. Entonces ustedes tiene aquí un hepatocito y aquí tiene la glucosa que viene de la dieta y el GLUT II por donde entra. La glucosa se va a convertir en Glucosa6-fosfato, en celeste tiene la hexoquinasa VI, o glucoquinasa. Además de lo que acabamos de ver de las características de la glucoquinasa han encontrado que la glucoquinasa puede ser transportada al núcleo, por los poros de la membrana nuclear. Cuando no llegan concentraciones elevadas de glucosa ella es traslocada y en el núcleo se le agrega una proteína reguladora que la guarda ahí. cuando las concentraciones de glucosa que entran la hígado son muy elevadas; desencadena que se suelte la proteína reguladora y que se vaya al citoplasma. Es regulación compartimentalizadora. Nota: La glucoquinasa actua sobre glucosa, fructosa. NO SOLO EN GLUCOSA. Otro mecanismo es por ejemplo, que como ya vimos la glicólisis tiene 3 procesos irreversibles, que son la de la hexoquinasa o glucoquinasa, la de la fosfo-fructoquinasa 1, y la reacción de la piruvato quinasa. Vamos a ver la regulación de la glicólisis que es principalmente a nivel de una enzima que es la fosfofructoquinasa 1. pero para poder ver esto vamos a ver como se sintetiza una famosa molécula en el hígado que es la fructosa 2, 6-difosfato. Que vemos aquí representada. El proceso de síntesis es importante porque fructosa 2, 6-difosfato es un regulador de la glicólisis. Resulta que hay una reacción en la cual el ATP reacciona con la glucosa-6-fosfato. Cuando vimos la glicólisis vimos que la fructosa –6- fosfato reacciona con el ATP, proceso catalizado por la fosfo-fructoquinasa-1, formando glucosa 1,6-bifosfato mas ADP. Cuando el ATP reacciona con la glucosa-6fosfato, pero en lugar de actuar la fosfofructoquinasa-1 de la glicólisis, actúa esta que se llama fosfo-fructoquinasa 2, este ATP en lugar de pegarlo en el carbono lo pega en el carbono 2 y forma fructosa-2,6,bifosfato mas ADP. Entonces la fosfo-fructoquinasa 2 es la responsable de la síntesis de la fructosa-2,6-bifosfato. Ahora como se degrada la fructosa-2,6,bifosfato? Por una enzima que se llama fructosa-2,6-difosfatasa (hidrolasa de fosfato). Para formarla se necesita la fosfo-fructoquinasa 2 y

para degradarla se necesita la fructosa-2,6-difosfatasa, la cual es una enzima nueva que no hemos visto. (estamos en hígado)4 Vean la función de la fructosa-2,6-difosfato, estamos en el segundo paso irreversible de la glicólisis seria ATP + fructosa-6-fosfato, por medio de la fosfo-fructoquinasa 1, produce ADP y fructosa-6-fosfato5. Están ubicados? Es la reacción que les pedí le pusieran muchos asteriscos. La segunda reacción irreversible de la glicólisis. Vean lo que hace la fructosa-2,6-difosfato, lo que hace es estimular a la fosfo fructoquinasa 1 , en el hígado cuando hay fructosa-2,6-difosfato activa a la fosfo fructoquinasa 1 , por lo que activa glicólisis, y el proceso que vamos a ver mas adelante que es la gluconeogénesis, que ocurre también en el citoplasma. La fructosa-2,6-difosfato activa glicólisis activando a la fosfo fructoquinasa 1, e inhibiendo este otro proceso que ustedes tienen aquí que es la gluconeogénesis (piruvato-glucosa). La fructosa-2,6-difosfato activa glicólisis (glucosa- piruvato). La fosfo fructoquinasa 1 es inhibida por ATP y citrato en concentraciones elevadas, cuando hay mucho ATP en al célula se inhibe la glicólisis, toda la oxidación de la glucosa se inhibe desde el principio desde la glicólisis. Los activadores son en hígado la fructosa-2,6bifosfato, que ya vimos como se produjo y en el resto de los tejidos AMP y ADP. Por lo que si hay concentraciones elevadas de AMP y de ADP, o de fructosa-2,6-difosfato se activa. Si es un proceso que produce ATP, catabólico, si hay mucho ATP se inhibe, y si hay mucho citrato se inhibe. Los compuestos que representan mucha energía, inhiben el punto principal de regulación. En el caso de la Fructosa-2,.6bifosfato va a activar por un proceso hormonal. Por lo que de los activadores de la vía recuerden sobre todo a la fructosa-2,6-bifosfato. El ultimo punto de regulación es la piruvato quinasa, vea que esos puntos de regulación son importantísimos. Aquí tenemos la regulación a nivel de la piruvato quinasa, va a ser inhibida por ATP, Acetil-CoA, por ácidos grasos de cadena larga. Va a ser de importancia el ATP. Otro inhibidor es la alanina que se puede producir a partir de piruvato. Es regulación alosterica, en todos los tejidos menos el hígado. En el hígado exclusivamente hay regulación covalente además de alostericamente. En el hígado cuando la piruvato quianasa esta fosforilada, por el ATP, esta inactiva y viceversa. Otro ejemplo de enzimas que se activa al desfoforilarse , el complejo piruvato deshidrogenasa. Recordar: Fosfoglucoquinasa ATP inhibida; y quien activa? Fructosa –2,6-bifosfato. Piruvato quinasa quien inhibe? ATP. La via catabólica se puede para a nivel de glicólisis, en el complejo piruvato deshidrogenasa, o en Krebs.

vamos a ver como el NADH va a entrar a la mitocondria. Iniciaremos con la lanzadera del glicerol fosfato. Lanzadera del glicerol fosfato Esta presente en músculo esquelético y cerebro. Como no vamos a ver metabolismo de cerebro, vamos a hablar principalmente de metabolismo de músculo esquelético; aquí tiene representado el sistema de la membrana interna de la mitocondria y lo esta representado es el NADH que viene de la 4 5

Es una solo enzima pero tiene dos sitios activos uno es fosfofructoquinasa-2, y otro fructosa-2,6,- difosfatasa.(pregunta ) Aquí la pifio. Por increíble que parezca es la primera vez que la vuela en toda la clase.

glicólisis, catalizado por la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa. Es el único paso oxidativo de la glicólisis. Este NADH tiene el hidruro y el portón. Vean que es lo que ocurre para que este NADH vaya a convertirse en energía, osea que vaya a ceder los electrones a la cadena oxidativa para producir energía. Resulta que la lanzadera consiste en que este compuesto que se llama dihidroxiacetona fosfato, que vimos ahora se formo en la glicólisis , pero también se puede formar por otros compuestos. La dihidroxiacetona fosfato va a transformarse en un compuesto que se llama glicerol-3- fosfato. Vean que estamos viendo por primera vez el glicerol –3-fosfato. La dihidroxiacetona fosfato tiene un grupo ceto que va a recibir los equivalentes reductores del NAD, que son electrones, hidruros, o hidrógenos. Todos son equivalentes reductores y el grupo ceto pasa a alcohol, por lo que la dihidroxiacetona fosfato nos pasa de oxidada a reducida, se transforma en glicerol-3-fosfato. No gliceraldehído , GLICEROL-3-FOSFATO. Esta reaccion es catalizada por la una enzima que se encuentra en estos tejidos que es la glicerol-3-fosfato deshidrogenasa y tiene como coenzima al NADH. Por lo que el NADH pasa de reducido a oxidado y la dihidroxiacetona fosfato de oxidada a reducida. En este momento el NAD se recuperó y vuelve a irse al paso de la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa. Y sigue ocurriendo la glicólisis. Y tenemos que se formó el glicerol-3-fosfato. Los equivalentes reductores del NADH se ven aquí. Y que ocurre? Va a ocurrir la reacción contraria , por lo que el glicerol-3-fosfato se va a convertir en dihidroxiacetona fosfato, proceso catalizado por una enzima que la tiene aquí, y como ven forma parte de la membrana interna de la mitocondria, y se llama glicerol-3-fosfato deshidrogenasa mitocondrial. También vimos que hay una citosólica pero son diferentes. La mitocondrial esta unida a la membrana interna de la mitocondria pero ella tiene como coenzima al FAD, es una flavoproteína. Igual que la succinato deshidrogenasa en el ciclo del ácido cítrico. Ese glicerol –3-fosfato se convierte en dihidroxiacetona fosfato, pero esos dos hidrógenos pasan al FAD para formar FADH2 , entonces el NADH de la glicólisis en músculo esquelético y cerebro, queda en la mitocondria en forma de FADH2 . entonces el FADH2 como ustedes ya saben le cede al la enzima Q sus agentes reductores y al resto de la cadena oxidativa para producir 1,5 moléculas de ATP. En estos dos tejidos la glicólisis en lugar de producir los 2 NADH que iban a dar origen a 5 ATP, en este caso ese NADH queda convertido en FADH2 , cuando comparamos los ATP producidos; siempre en la primera etapa gastamos 2 ATP, y en la segunda etapa no vamos a tener 5 ATP, sino mas bien 3, porque cada NADH se verán convertido en FADH2 , lo que hace que la producción se reduzca. Esto se hace evidente en la oxidación total del ATP. Cuando la glucosa se oxida totalmente hasta CO2 y agua, en la mayoría de los tejidos se producen 32 ATP pero en músculo esquelético y cerebro se producen 30. La causa es la lanzadera que son los dos que se dejaron al pasar del NADH al FADH2.

Lanzadera del malato-aspartato

Es muy compleja. Se encuentra en hígado, riñón y corazón. Aparentemente se encuentra en la mayoría de los tejidos. En La lanzadera de malato-aspartato vamos a tener involucrados dos enzimas que serán mencionadas, aquí tenemos la membrana interna de la mitocondria. Primero el oxalacetato que se transforma en malato, por que la membrana interna de la mitocondria tiene un sistema de antiporte que mete malato y va a exportando el α-ceto-glutarato. Veamos por etapas primero el NADH de la glicólisis que se produce en la reacción de la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa, y se formo de ahí, tenemos que introducirlo pero no hay ningún transportador que introduzca NADH. Por lo que tiene que entrar en forma indirecta. Tenemos que en el citoplasma se produce oxalacetato, que se transforma en malato, ósea la reacción al revés del ciclo del ácido cítrico. Por que existe una enzima que se llama la malato deshidrogenasa hay 2 una que esta en el citoplasma mitocondrial y otra que es la de Krebs que esta en la matriz mitocondrial. Ambas son Isoenzimas y tienen como coenzima la misma. El oxalacetato que es un α-cetoácido se transforma en malato que a su vez si puede ser internalizado a través de un transportador especial que se encarga de meterlo. Una vez adentro llega la isoenzima de Krebs y transforma el malato en oxalacetato, por lo que los equivalentes reductores que venían del NADH mas el protón son los que van a quedar de nuevo en otro NADH. La malato deshidrogenasa de Krebs, transforma el NAD que esta aquí adentro en NADH. Es lo mismo como si hubiéramos incorporado a la matriz mitocondrial ese NADH. En estos tejidos riñón, hígado y corazón es conteo de ATP en la glicólisis es el mismo. El NADH citoplasmático queda en forma de NADH en la matriz. Por lo que estos tejidos no se pierden los dos ATP. Lo que complica aquí la lanzadera es como se regenera el oxalacetato en el citoplasma que en este momento no me importa que lo sepan pero se los voy a explicar: El malato se transforma en oxalacetato. Queremos transportar el oxalacetato, el reacciona con el glutamato. El oxolacetato se transforma en aspartato y el glutamato en α-cetoglutarato. Vamos a tener que : el oxalacetato se transforma aspartato y el glutamato en α-cetoglutarato. Esto tiene importancia por que hay un transportador que saca el α-cetoglutarato. Lo importante de aquí es que hay dos malato deshidrogenasas, una en el citoplasma o espacio intermembrana y otra de Krebs. Una transforma el oxalacetato en malato y funciona solo para que vaya a entrar por el transportador. Hay que tomar en cuenta que en esta no hay problema en el conteo de ATP por que la dos malatos deshidrogenasas tienen al NAD como enzima. En la lanzadera anterior lo que hay que tomar en cuenta en un conteo diferente es que la glicerol-3-fosfato deshidrogenasa, va a usar al FAD como coenzima. La principal diferencia va a observarse en producción de ATP. Lo anaeróbico es muy poco eficiente, la mayor cantidad de ATP en nuestro organismo se produce por fosforilación a nivel de cadena oxidativa. Los organismos aeróbicos son desde el

punto de vista energético mucho mas eficientes. Pero estos procesos nos ayudan a sobrevivir pequeños espacios en ausencia de oxígeno. Que pasa con la oxidación aeróbica? La ecuación siguiente Glucosa + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O Es una reacción de oxidación. Entonces recordemos glicólisis para hacer una conteo final. Glicólisis : Glucosa 2 piruvato produciendo 7 moléculas de ATP. Dos a nivel de sustrato y 5 a nivel de cadena oxidativa. En cuales tejidos? En todos los que tengan la lanzadera de malato-aspartato. Ese piruvato inmediatamente que se forma entra por una transportador especifico, a través de la membrana interna de la mitocondria, lo tomamos que viene de glucosa. Se transforma en 2 Acetil-Coa por que son dos priruvatos los que entran al complejo piruvato deshidrogenasa. Y se produce por cada piruvato un NADH, ya estamos en la mitocondria. Como son dos moléculas de piruvato las que se transforman se producen 5 moléculas de ATP. Esto es una vía aeróbica y luego proveniente de la glucosa, van a entrar 2 Acetil-Coa por cada glucosa. Cada Acetil Coa se oxidaba en 4 moléculas de CO2 y en Krebs por cada molécula de AcetilCoa que se oxida se producen 20 ATP. Si sumamos serian 32 moléculas de ATP. En músculo esquelético y cerebro se producen 30 ATP por la lanzadera de glicerol-fosfato. Con oxigeno 32 o 30, y sin oxígeno 2 ATP menos. Esta claro....... Sigamos con la regulación de la glicólisis. GLUCONEOGENESIS Que significa? Formar nueva glucosa, es un proceso que utilizamos para producir glucosa a partir de compuestos que no son CHO. Como un proceso solo ocurre en hígado y en riñón. De todo el proceso vamos a ver que solamente hay 4 enzimas que son diferentes a la glicólisis. En la glicólisis hay tres reacciones irreversibles, para brincarnos esto se utilizan 4 enzimas. Todas las demás enzimas son reversibles. El proceso viene a ser sencillo de entender por que solo necesitamos estas 4 enzimas. Cual es la importancia de la gluconeogénesis? Nosotros tenemos 3 procesos para regular las concentraciones de glucosa en sangre. Para lograr esa concentración tenemos la glucosa exógena o la ingerida en la dieta. Además en el periodo entre comidas necesitamos mantener esa glucosa con la concentración adecuada (70110mg/ml), recordando que la ingerida empieza a degradarse en los tejidos. El segundo mecanismo es transformar el glucógeno a glucosa. La glucogenólisis. Y el tercer mecanismo es la gluconeogénesis. Donde se transforman una serie de compuestos por glucosa, compuestos como piruvato, lactato, el glicerol cuando viene de tejido adiposo, los intermediarios de Krebs todos pueden convertirse en glucosa. En el periodo entre comidas ocurre y arranca a las 4 o 6 horas de no comer. El hígado empieza después de este periodo a producir glucosa por gluconeogénesis. Este proceso es muy importante porque nosotros somos capaces de almacenar el glucógeno hepático alcanza para unas 18 a 24 horas de ayuno, directamente relacionado con la cantidad de glucógeno que nosotros almacenamos en el hígado. Si nosotros pasamos mas de esto sin comer se acabo el glucógeno, no hay glucosa exógena, por lo que regulamos la glicemia por gluconeogénesis. La gluconeogénesis nos permite vivir “por un mes sin comer”6 o más. Necesitamos producir glucosa por que hay tejidos que solo usan glucosa como combustible, y hay otros que pueden usar glucosa y ácidos grasos. Los ácidos grasos son utilizados únicamente por aquellos tejidos que son aeróbicos por que los ácido grasos que se utilizan se convierte en Acetil- Coa y el se va a Krebs. Un tejido como el glóbulo rojo no puede usar ácidos grasos como combustible por que no tiene mitocondrias. El cerebro solo utiliza glucosa , pero a los 6

Ella le llama vida??????

muchos días sin recibir alimento se puede adaptar a utilizar cuerpos cetónicos. El único combustible de los tejidos anaeróbicos o con poca mitocondria es la glucosa. Cuando pasamos periodos muy largos de ayuno el principal contribuyente de glucosa es el hígado. Contribuye con un 90 % de la glucosa. Y el riñón un 10 %. Pero si uno pasa varios días sin comer el riñón empieza a ayudarle al hígado. Este proceso es indispensable para la vida. Es costoso en ATP. Lo vamos a ver en hígado. En que consiste la ecuación. Dos piruvatos flecha glucosa. Vamos a ver para compararlo con la glicólisis a partir del piruvato. Vemos el proceso general, y entramos a ver las reacciones. Cuando hablamos de reacciones propias de la gluconeogénesis, en comparación a la glicólisis. En el hígado el piruvato puede venir de la alanina o puede provenir del lactato, que se fue para el hígado. Como 2 moléculas se van a transformar en glucosa, tenemos que brincarnos las tres reacciones irreversibles de la glicólisis, por lo que para que el piruvato se devuelva y se transforme en fosfoenol-piruvato, recuerdan que el la enzima que lo cataliza es la piruvato quinasa que es irreversible, tenemos que llevar a cabo esta reacción (piruvato------fosfoenol piruvato). La gluconeogénesis hay parte activa en al matriz mitocondrial y parte en el citosol del hepatocito, por lo que este piruvato que venia de la glicólisis entro por un transportador a la matriz mitocondrial, la primera enzima propia es la PIRUVATO CARBOXILASA. Como hacemos que el piruvato se transforme en fosfoenol-piruvato? Va ocurrir por dos enzimas, una que transforma piruvato a oxalacetato y otra que transforma oxalacetato en fosfoenol- piruvato. Es por ello que tenemos 4 enzimas propias de la gluconeogénesis, tenemos que brincarnos las tres enzimas irreversibles, y en uno de estos pasos usamos 2 enzimas. Como la primer enzima esta en la matriz mitocondrial , la piruvato carboxilasa toma el piruvato (dos moléculas), y les une CO2 , utilizando la Biotina como coenzima. Lo que ocurre es que agrega y forma oxalacetato. Esta primer reacción de la gluconeogénesis es irreversible. Esta reacción necesita la hidrólisis de ATP. Las dos moléculas de piruvato cuando se carboxilan se transforman en 2 oxalacetato. Es una vía anabólica que construye ATP. El oxalacetato no puede atravesar la membrana interna de la mitocondria, no hay ningún transportador de oxalacetato, por lo que la conversión que viene ahora es simplemente para sacarlo al citoplasma. Recuerdan de la malato deshidrogenasa, que vimos en Krebs, y en la lanzadera del malato-aspartato. El oxalacetato llega y la malato deshidrogenasa de Krebs, donde es transformada en malato y sale de la membrana interna de la mitocondria. Afuera es transformado de nuevo a oxalacetato. En los dos pasos que acabamos de ver se pueden “tachar”, ya que su única funciones la de sacar el oxalacetato. Ahora vemos la segunda enzima propia de la gluconeogénesis, y es una enzima que transforma 2 moléculas de oxalacetato en 2 moléculas de fosfoenol piruvato. Esa enzima se llama la FOSFOENOL PIRUVATO CARBOXIQUINASA. Cataliza un paso reversible. En esta reacción las 2 moléculas de oxalacetato van a ser descarboxiladas. Y un fosfato proveniente del GTP va a ser pegado para formar el fosfoenol-piruvato. Se gastaron dos fosfato de elevada energía, y ya llevamos gastados 4 ATP, por que gastamos 2 ATP en la piruvato carboxilasa y estos 2. Una vez que se forma el fosfoenol piruvato, aquí simplemente nos vamos en sentido contrario de la glicólisis, todas las reacciones que siguen son reversibles, pero es importante entender que si se produce mucho fosfoenol-piruvato y la reacción del fosfoenol-piruvato y el 2-fosfoglicerato es reversible pues se desvía, formando fosfoglicerato. Llegamos a que se forma 2 moléculas de gliceraldehído –3- fosfato , se acuerdan?. Pero una de ellas se va a transformar en dihidroxiacetona para unir un gliceraldehído con dihidroxiacetona para formar la fructosa-2,6-difosfato. Una vez que se forma ocurre la tercer reacción propia de la gluconeogénesis, que es la que involucra la fosfofructoquinasa-1 ,que es la segunda reaccion irreversible, y que para “brincárnosla” necesitamos la FRUCTOSA-1,6- DIFOSFATASA. Ahora la vamos a ver. La ultima reaccion es catalizada por la enzima 4 GLUCOSA-6-FOSFATASA, es la que va transformar la glucosa-6-fosfato a glucosa, para que sea transportada a sangre para ser distribuida por la circulación general a los tejidos.

SON 4 ENZIMAS PROPIAS DE LA GLUCONEOGÉNESIS : 1. PIRUVATO CARBOXILASA.≈ 2. FOSFOENOL PIRUVATO CARBOXIQUINASA. ≈ 3. FRUCTOSA –1,6-BIFOSFATASA. 4. GLUCOSA –6-FOSFATASA. ≈ Donde se gasta ATP en esta vía? En la reacción de la piruvato carboxilasa se gastan 2 ATP, 2 GTP en la fosfoenol piruvato carboxiquinasa. Y luego hay un paso en el que 3-fosfoglicerato, se transforma en 1,3-bifosfoglicerato donde se gastan otros 2 ATP por lo que al final son 6 ATP, ósea que para transformar 2 piruvato en una glucosa en el hígado necesitamos 6 ATP, mientras que el proceso contrario una glucosa produce 7 ATP por lo que es muchísimo el ATP consumido. Para integrar los dos procesos piruvato entra por el transportador a la matriz mitocondrial, va a tomar dos vías o irse a la vía catabólica y transformarse en Acetil-Coa y de ahí a Krebs para producir energía, o irse a la vía anabólica y transformarse en oxalacetato e irse a formar glucosa. Vean la primer reaccion y consiste en que el piruvato

se va carboxilar, por la piruvato carboxilasa. Observen que el CO2 parte como bicarbonato, aquí esta la biotina, no se me olviden de la biotina!!!. Se forma el oxalacetato es la única irreversible y la única que ocurre en la matriz mitocondrial. Pero para sacarlo pasa a malato. Para ver la segunda reacción propia de gluconeogénesis, debemos recordar que son 2 oxalacetatos, y la reacción es donde actúa el fosfoenol piruvato carboxiquinasa. Lo que hace es quitar el CO 2 que incorporo la piruvato carboxilasa, ella lo libera y produce un compuesto de 3 carbonos, y le incorpora un fosfato inorgánico que proviene del GTP.

Reacción irreversible Reacción irreversible Reacción irreversible

El fosfoenol piruvato puede según la necesidad puede no solo irse a formar glucosa, sino que también puede irse a formar aminoácidos como la serina, la glicina y la cisteína o en plantas formar otras sustancias. Una vez que se formo seguimos has llegar a brincarnos el paso de la fosfofructoquinasa-1. Para hacer esto necesitamos una fosfatasa. La reacción es la siguiente donde actúa la fructosa-1,6-difosfatasa.

y luego la ultima reacción irreversible va a ser la reacción catalizada por una enzima que lo que hace es brincarse a la glucoquinasa.

vamos a ver como se regula esta proceso. Piruvato-oxalacetato y piruvato-Acetil-Coa, quien decide hacia a donde se va al piruvato, eso lo hace la concentración de Acetil-Coa que se observe en la matriz mitocondrial. Recorden que el Acetil-Coa viene de los ácidos grasos de tejido adiposos. Los ácidos grasos viajan en sangre unidos a la albúmina. El hígado esta con esto tranformando ácidos grasos en Acetli-Coa, por lo que hay una concentración alta de él. Y esto inhibe el complejo piruvato-deshidrogenasa. Y a su vez estimula a la piruvato carboxilasa. Ese es el punto de regulación 1 de la gluconeogénesis. Y si se inhibe una vía la contraria se tiene que activar. El otro punto de regulación va a ser la tercera enzima de la gluconeogénesis que es la fructosa-1,6-bifosfatasa, y la regulación va a ser al revez, estamos en el citoplasma. Actúa la fructosa-1,6-bifosfatasa, es regulada por acción de la fructosa –2,6-bifosfato. Cuando hay fructosa-2,6-bifosfato se estimula la fosfofructoquinasa –1.

pero se inhibe la fructosa-1,6-bifosfatasa, en el hígado juega un papel muy importante la fructosa –2,6bifosfato. Si hay fructosa –2,6-bifosfato se activa glicólisis y se inhibe la gluconeogénesis. Y los otros es al revés, si el citrato y el ATP en concentraciones elevadas inhibían a la fosfofructoquinasa-1. Realmente importantes en la regulación de la gluconeogénesis la concentración de Acetil-Coa , la concentración de fructosa –2,6-bifosfato, la concentración de ATP y de citrato.

Para terminar7... los sustratos gluconeogénicos? • Lactato • Piruvato • Alanina (a.a glucogénicos: se pueden convertir en intermediarios de Krebs ) Hay una compuesto que no se puede convertir en glucosa , ya se los había citado y es el ACETIL-COA8

Glicólisis resumen de las enzimas 7 8

lo dijo hace 6 paginas...... Ojo que esta es una pregunta comun, y casi siempre se pifia por no poner atención.

Fase I (necesita energía) Glucosa a Glu-6-P G-6-P a Fructosa-6-P

Hexoquinasa y glucoquinasa(hígado y células β del páncreas ) Fosfahexosa Isomerasa

Fructosa-6-P a Fruc-1,6-BI-P

Fosfofructoquinasa 1

Fruc-1,6-BI-P a DHAP y GAP

Fosfarilación Reacción irreversible y punto de regulación Isomerización

Fosforilación irreversible y punto de regulación Aldosa (escisión) y Triosa fosfato Se producen 2 moléculas de GAP isomerasa (isomerización de que es el sustrato de la siguiente DHAP) fase. Fase II generación de energía

Gliceraldehído-3- P (GAP) a 1,3DPG 1,3-DPG a 3-fosfoglicerato

Gliceraldehído –3-P deshidrogenasa G-3-P deshidrogenasa

3-fosfoglicerato a 2-fosfoglicerato

Fosfoglicerato mutasa

2-PG a Fosfoenolpiruvato PEP-a Piruvato

Enolasa Piruvato quinasa

Piruvato en glicólisis aeróbica

Se va la producción de Acetil Coa y a Krebs

Fosforilación oxidativa (se produce 2 NADH) Se da una fosforilación a nivel de sustrato. Transferencia de grupo 2 a 3 (un C) Deshidratación Fosfarilación a nivel de sustrato paso regulatorio irreversible. Piruvato en via Anaeróbica Produce lactato