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METABOLISMO DEL PIRUVATO

• En los organismos anaerobios o en lascélulas aerobias que están realizandounas tasas de glucólisis muy elevadas, elNADH generado en la glucólisis no puedereoxidarse en las mitocondrias.

• Cuando es esta la situación el NADH seutiliza para impulsar la reducción de unsustrato orgánico que es el propiopiruvato.

El piruvato tiene numerosos destinosalternativos en los microorganismos anaerobios:Fermentación del ácido láctico y Fermentación

alcohólica levadura

1.- Microorganismos anaerobios

Fermentación Láctica

piruvato + NADH + H+-------> ácido láctico + NAD+

Glucosa + 2ADP + 2Pi 2 Lactato + 2ATP + 2H2O

•Se produce en bacterias (bacterias lácticas), también en algunosprotozoos y en el músculo esquelético humano.

•Es responsable de la producción de productos lácteos acidificados --->yoghurt, quesos, crema ácida, etc.

Fermentación Alcohólica

piruvato --------> acetaldehido + CO2

acetaldehido + NADH + H+ -------> etanol + NAD+

Glucosa + 2ADP + 2Pi + 2H+ 2 Etanol + 2CO2 + 2ATP + 2H2O

•Se lo encuentra en levaduras , hongos y algunas bacterias.

•La fermentación alcohólica es la base de las siguientes aplicaciones enla alimentación humana: pan, cerveza, vino y otras.

El metabolismo oxidativo se puede subdividir entres etapas:

• Generación de un fragmento activado de doscarbonos Acetil-CoA

• Oxidación de estos dos átomos de carbono enel ciclo del ácido cítrico

• Transporte electrónico y la fosforilaciónoxidativa, en donde los transportadoreselectrónicos reducidos que se generan en elciclo, vuelven a oxidarse junto con la síntesis deATP

2.- Microorganismos aerobios

El piruvato difunde hasta la matriz de lamitocondria, cruzando ambas membranas.Dentro de la mitocondria, este esdescarboxilado por oxidación a Acetil-CoA.

ETAPA 1. Oxidación del piruvato

Coenzima A

Enzima piruvato deshidrogenasa

E1 = piruvato deshidrogenasa

E2 = dihidrolipoil transacetilasa

E3 = dihidrolipoil deshidrogenasa

• Inhibido por ATP

• Inhibido por acetil–Co A y NADH (productos)

• Inhibido por la fosforilación de E1 (piruvato deshidrogenasa).

• Activada por la desfosforilación de E1.

• Activada por AMP y NAD+

Este ciclo actúa en dos fasesprincipalmente:

• Fase 1. Introducción y perdida de dosátomos de carbono

• Fase 2. Regeneración del oxalacetato

El punto de partida es Acetil-CoA,

obteniéndose CO2 y transportadores de

electrones reducidos (NADH y FADH2).

ETAPA 2. Ciclo del ácido cítrico

1. Introducción de dos átomos de

carbono en forma de Acetil-CoA

Fase 1:

2. Isomerización del citrato

3. Generación de CO2 por una

deshidrogenasa ligada a NAD+

4. Generación de un segundo CO2 por un

complejo multienzimático.

5. Fosforilación a nivel de sustrato

Fase 2:

6. Deshidrogenación dependiente de la

Flavina

7. Hidratación de un doble enlace

carbono-carbono

8. Deshidrogenación que regenera el

oxalacetato

En resumen se tiene que en el ciclo del acido

cítrico por cada vuelta:

Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD + ADP + Pi

2CO2 + 3NADH + FADH2 + CoA-SH + ATP

Regulación del ciclo de krebs

• Inhibida por ATP, NADH,

succinil-coA.

• Inhibida por citrato (producto)

• Activada por AMP

• Inhibida por ATP

• Activada por ADP

• Inhibida por NADH

• Inhibida por succinil-CoA

(producto)

Si se consideran las tres etapas hasta el momento:

• GlucólisisGlucosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD+ 2Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H2O + 4H+

• Complejo piruvato deshidrogenasa

2Piruvato + 2NAD+ + 2CoA-SH 2Acetil-CoA + 2NADH +2CO2

• Ciclo del ácido cítrico (incluyendo la conversión de GTP en ATP)

2Acetil-CoA + 6H2O + 6NAD+ + 2FAD + 2ADP + 2Pi 4CO2 + 6NADH + 2FADH2 + 2CoA-SH + 2ATP

• Resultado Neto:

Glucosa + 10NAD+ + 2FAD + 4H2O + 4ADP + 4Pi 6CO2 + 10NADH + 4H+ + 2FADH2 + 4ATP