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PRESENTADO POR:
CARLINA ROMÁN ABRAMSANGÉLICA M. OLMO FONTÁNEZ
EILEEN SOTO RUIZLILLYANN ASENCIO ZAYASMARIAWY RIOLLANO CRUZWILLIE BIDOT RODRÍGUEZ
ANGÉLICA RIVERA GONZÁLEZLOURDES ALICEA RODRÍGUEZNAYDA A. MELÉNDEZ CÁCERES
Rutas Anapleróticas y Ciclo de Glioxilato
Objetivos
Introducción a Respiracion Celular
Importancia de las Rutas Anapleróticas
Importancia del Ciclo de Glioxilato
Datos a recordar
Introducción
Meta de todo organismo vivo: obtener energía para la regulación de las diversas reacciones bioquímicas que permiten su funcionamiento óptimo.
Sistemas que se caracterizan por realizar reacciones catabólicas y anabólicas para la producción de energía:FotosíntesisFermentación Respiración celular
Respiración Celular
En microorganismos quimioheterótrofos en presencia de oxígeno, envuelve la oxidación de compuestos orgánicos, para la liberación de CO2, agua, y eventualmente, energía en forma de ATP.
Etapas: Glucólisis, Ciclo de Krebs Cadena de transporte de electrones
Rutas Metabólicas
RESPIRACIÓN CELULAR Catabólicas: Degradación
de nutrientes Oxidación de amino ácidos,
catabolismo ácidos grasos Glucólisis
Anabólicas: Síntesis de biomoléculas Ácidos grasos, amino ácidos,
esteroles, glucosa, nucleótidos Rol del Ciclo de Ácido Cítrico
Propósito??... Generar Energía Metabólica
Generar potencial reductor y ATP
Se genera una serie de intermediarios con dos funciones principales: Metabolismo energético Precursores anabólicos
Cuatro de los ocho intermediarios se oxidan y la energía se conserva en coenzimas reducidas: NADH y FADH2
Funciones importantes del Ciclo de Krebs
Síntesis de biomoléculas
Emplean reacciones anabólicas como: síntesis de ácidos grasos, aminoácidos y eventualmente nucleótidos, entre otros.
Ejemplo: alfa-cetoglutarato, sirve como precursor de glutamato
Funciones importantes del Ciclo de Krebs
Rutas Anapleróticas
Debido a que estos intermediarios, o precursores, son utilizados para la síntesis de compuestos bioquímicos, se necesitan enzimas catalíticas que generen nuevamente los mismos.
A estas reacciones se conocen como rutas anapleróticas.
Necesidad de Rutas Anapleróticas
Hay intermediarios desviados del ciclo Oxaloacetato, citrato, Succinyl Co-A, α-ketoglutarato
Necesitamos reemplazarlos Se encargan de reponer los intermediarios oxalacetato y
malato, por medio de la carboxilación de: piruvato o fosfoenolpiruvato
Solución: Rutas Anapleróticas: sintetizan oxaloacetato directamente
o a través de malato Oxaloacetato: precursor inicial del ciclo
Rutas Rutas AnapleróticasAnapleróticas
Piruvato + HCO3− + ATP
Oxaloacetato + ADP + Pi
Fosfoenolpiruvato + CO2 + GDP Oxaloacetato + GTP
Fosfoenolpiruvato + HCO3− Oxaloacetato + Pi
Piruvato + HCO3− + NAD(P)H
Malato + NAD(P)+
Piruvato Carboxilasa
PEP carboxiquinasa
PEP carboxilasa
Enzima málico
Resumen de las cuatro Rutas Anapleróticas
Rutas Anapleróticas
Proveen balance metabólico
IMPORTANCIA: Si hay reemplazo de moléculas = Ciclo de Krebs se detiene =
No hay producción de energía = MUERTE celular
Características de las Rutas Anapleróticas
Condiciones energéticas: NO hay producción de energía
Condiciones ambientales: Ambiente aeróbico
Es ruta asimilativa ya que: No hay producción de energía Hay incorporación compuestos orgánicos
Organismos usuarios de Rutas Anapleróticas
Hongos: Saccharomyces cerevisiae
Animales: humanos
Bacterias: Corynebacterium glutamicum Escherichia coli Pseudonoma aeruginosa Campylobacter jejuni
Ciclo de Glioxilato
Características del Ciclo de Glioxilato
Ruta anabólica asimilativa
No se genera energía Se incorpora la
utilización de compuestos orgánicos
Fuentes de dos carbonos Acetato Compuestos que deriven a
Acetil-CoA
Asiste en la producción de carbohidratos
Organismos que lo llevan a cabo: Bacterias Plantas Protozoarios Hongos Invertebrados
Modificación del Ciclo de Krebs
A diferencia del ciclo de Krebs, en el ciclo de glioxilato hay una serie de reacciones, que a través de la eliminación de decarboxilaciones, forman un compuesto de cuatro carbonos; el cual ayuda a la síntesis de glucosa.
Este ciclo se caracteriza y se diferencia del Ciclo de Krebs, en que en el mismo se produce glucosa mediante gluconeogénesis, partiendo inicialmente, de ácidos grasos y acetatos
1er Paso
Unión de dos moléculas de acetil-CoA con una molécula de oxaloacetato hasta producir citrato
2do Paso
• Producción de isocitrato a partir de citrato• En este paso, cada uno de los ciclos alterna sus vías
3er Paso
Producción de succinato y glioxilato a partir de isocitrato
4to Paso
Glioxilato se une a acetil-CoA para producir malato
5to Paso (Último)
• Producción de Oxaloacetato a partir de Malato• Oxaloacetato es el encargado de la síntesis de glucosa
Ciclo Glioxilato
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=stryer&part=A2422&rendertype=figure&id=A2423
Las enzimas de este ciclo son…
Isocitrato liasaEncargada de degradar el isocitrato en
succinato y glioxilato Malato sintasaCataliza la reacción donde se une glioxilato
con acetil-CoA, para producir malato.
Importancia del Ciclo
Da la habilidad a ciertos organismos de crecer en: Etanol, acetato, ácidos grasos o compuestos constituidos por
solo dos carbonos.
Manera alterna de sobrevivir en ambientes extremos con limitación de nutrientes
Es regulado según las necesidades celulares de cada organismo.
Presente en: bacterias, algunas plantas, protozoas y algunos invertebrados
Microorganismo que lo llevan a cabo
Saccharomyces cerevisiae
Escherichia coli Haloferax volcanii
(halofilico extremo) Debaryomyces hansenii
Rutas AnapleróticasCiclo de Glioxilato
Reacciones de “relleno” de intermediarios en Ciclo de Krebs
Necesarias para que el Ciclo de Krebs continúe.
Oxaloacetato es el precursor inicial del ciclo de Krebs Causa y efecto:
Si se sintetiza Oxaloacetato, se forman los otros intermediarios.
El ciclo le provee: versatilidad metabólica al
organismo habilidad a las plantas para
crecer en condiciones sin fotosíntesis Glioxisomas
El ciclo permite: el crecimiento en Acetato y otros
compuestos complejos producción de carbohidratos
Recuerda…
Referencias
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(2)Nelson, D and Cox, M. 2008. Principles of Biochemistry. 5THED. Chaper 16.2: Reactions of the Citric Acid Cycle, pp631. W.H. Freeman and Company.
(3)Shirai, T. Et al. 2007. Study on roles of anaplerotic pathways in glutamate overproduction of Corynebacterium glutamicum by metabolic flux analysis. Microbial Cell Factories; 6:19. Available from: http://www.microbialcellfactories.com/content/6/1/19
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