Metabolismo

SÍNTESIS DE GLUCOSA A PARTIR DE GLICÓGENO • Glicogeno es un polimero de unidades de glucosa unidos principalmente por enlaces glicosídicos α(14). Existen enlaces glicosídicos α(16) en las ramificaciones. CH 2OH

CH 2 OH O

H

H OH

H

H

OH

H O

OH CH 2OH H

H

OH H

H OH

H

H

OH

CH 2 OH O

H OH

O

H

OH

H

H O

O H OH H

H OH

H

H O

4

glycogen

H 1 O 6 CH 2 5 H OH 3 H

CH 2OH O H 2 OH

H

H 1 O

CH 2OH O

H 4 OH H

H OH

H

H O

O H OH

H

H OH

H

OH

• Glicogeno fosforilasa cataliza la ruptura del enlace glicosídico α(1 4) liberando glucosa-1-fosfato como producto de la reacción. Glicogeno (n residuos) + Pi  glicogeno (n–1) +glucosa-1fosfato

Enzyme-Ser-OPO32−

CH2OPO32− O H H H H OH OPO32− OH

CH2OH H

O H OH

H

H

OH

OH

Enzyme-Ser-OPO32−

Enzyme-Ser-OH

H OPO32−

H

CH2OPO32− O H H H H OH OH OH

OH

glucose-1-phosphate

H

OH

glucose-6-phosphate

• Fosfoglucomutasa cataliza la reacción reversible: glucosa-1-fosfato  glucosa-6-fosfato

Glycogen

Glucose-1-P

Glucose Hexokinase or Glucokinase Glucose-6-Pase Glucose-6-P Glucose + Pi Glycolysis Pathway

Pyruvate Glucose metabolism in liver.

Síntesis de Glicógeno O

UDP-Glucose Pyrophosphorylase CH2OH

HN O

H H OH

H O

H

P

O

OH H

O O

−

−

+

O

P

O−

OH

O O

O

P

O−

O

H O

H

P

O

OH

O

P

O−

OH

O

O O

CH2

O− H

UDP-glucose 6 CH

2OH

H 4

OH

O H OH

3

H

H

OH

H OH

glucosa-1-fosfato + UTP  UDP-glucosa + 2 Pi

H 1

O H

OH

H OH

tyrosine residue of Glycogenin O

O O

P

O

O−

OH

O-linked glucose H residue 4 OH

Ez: UDP-glucosa pirofosforilasa

N

H

UDP-glucose

2

H

H

O

H

HN O

5

CH2

UDP-glucosa es formada a partir de glucosa-1-fosfato:

N

O

CH2OH

H

O

O−

UTP PPi

H OH

P

O−

glucose-1-phosphate

H

O

C

P

O

Uridine

HO

C CH H2 NH

O−

6 CH

2OH

5

O H OH

3

H 2

H

OH

H C 1

O

C CH H2 NH

O

+ UDP

O

Glicogenina inicia la síntesis de glicogeno

OH

3

O−

OH

5

O H OH

UDP-glucose

H

3

H C 1

2

H

O

O

C CH H2 NH

OH

+ UDP

CH2OH

CH2OH O

H

H

H

O H OH

OH

α(14) linkage

H C

H O

O

OH H

NH

2OH

OH

H OH

O−

6 CH

O-linked glucose H residue 4

H

H2

2

H

H

OH

C CH H2 NH

O

Glicogeno Sintasa cataliza la elongación de la cadena de glicógeno iniciada por la Glicogenina.

+ UDP

Glicogeno Sintasa cataliza la transferencia de unidades de glucosa (como UDP-glucosa) al grupo hidroxilo del carbono 4 del residuo terminal de una cadena de glicogeno para formar un enlace glicosídico α(14): glicogeno (n residuos) + UDP-glucosa  glicogeno (n +1) + UDP

GLUCONEOGÉNESI S

Es la vía que permite la síntesis de glucosa a partir de precursores no glucosídic • Se puede hacer glucosa a partir de lactato, piruvato, algunos aminoácidos, intermediarios del ciclo de Krebs y glicerol • ocurre principalmente en el hígado (ocasionalmente en la corteza renal) • es esencialmente una vía “reversa” a la glicólisis • tres reacciones de la glicólisis tienen un ∆G muy negativo (irreversibles)  hexoquinasa, fosfofructoquinasa y piruvato quinasa  estos pasos son “bypasseados” en la Gluconeogénesis.

Hexoquinasa  glucosa 6Pasa PFK  Fructosa 1,6BPasa

• Piruvato puede transitar hacia el interior o el exterior de la mitocondria Pyruvate carboxylase

Malate dehydrogenase

• Oxaloacetato no cruza la membrana mitocondrial • la enzima piruvato carboxilasa está solo en el hígado y en los riñones • Malato cruza la membrana mitocondrial

Malate dehydrogenase

• Malato deshidrogenasa esta en ambos lugares • la enzima PEP CK en el citosol completa el tercer bypass

PEP carboxykinase

RX Neta: Piruvate + ATP + GTP →

El ciclo de Cori • En periodos de alto trabajo, el músculo genera altos niveles de lactato bajo condiciones anaerobicas • El higado es capaz de convertir al lactato en piruvato y posteriormente a glucosa mediante la Gluconeogénesis

Síntesis de glucosa a partir de precursores gluconeogénicos

REGULACIÓN DE LA GLUCONEOGÉNESI S

• Fructosa 2,6-BP es el mayor regulador alostérico de la glicólisis y gluconeogénesis  Activa la PFK (glicólisis)  Inhibe la Fructosa 1,6-BPasa (Gluconeogénesis) glucosa  glucagón  cAMP Proteínas quinasas dependientes de cAMP son activadas  PFK2 es convertida en F2,6BPasa  F2,6BP es convertida a F6P  Fructose 1,6-BPasa (gluconeogenesis) es activada y la PFK1 (glicolisis) es inhibida.

Ruta de las pentosas fosfato Objetivos: • Producción de NADPH [Biosíntesis de ácidos grasos, esteroides] • Producción de Ribosa-5-P [ácidos nucleicos, ATP, CoA, NAD+, FAD...] conversión de pentosas en hexosas, las que pueden entrar a la glicolisis

• activa en tejidos que sintetizan esteroides y acidos grasos

• dos fases: oxidativa y no oxidativa

Reacción General: Glucosa 6-P + 2NADP+ + H2O  ribosa 5-P + 2 NADPH + 2H+ + CO2

Fase Oxidativa: • dos reacciones de deshidrogenación producen NADPH • CO2 es liberado para producir una molécula de 5 carbonos (ribulosa 5-P)

Fase No-oxidativa: • Reacciones de enzimas transcetolasas y transaldolasas • Conversion entre azúcares de diferentes tamaños • Eritrosa 4-P es precursor en la biosíntesis de lignina, aminoácidos aromáticos y flavonoides

REGULACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE GLUCOSA EN LA SANGRE