BIOQUÍMICA-1º de Medicina Departamento de Biología Molecular

M. Dolores Delgado

TEMA 18. Gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato.

Gluconeogénesis, principales sustratos. Reacciones enzimáticas. Balance energético. Ciclo de Cori. Regulación recíproca de la glucolisis y la gluconeogénesis. Vía de las pentosas fosfato como ruta secundaria de oxidación de la glucosa. Modalidades de la vía de las pentosas fosfato .

TEMA 18 2

IMPORTANCIA Y FUNCIÓN

GLUCONEOGÉNESIS: Síntesis de “novo” de glucosa (Síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos)

Cerebro, eritrocitos, ...necesitan glucosa como principal fuente de energía

Ayuno de más de un día o ejercicio muy intenso: las reservas de glucógeno se agotan

El hígado sintetiza glucosa a partir de distintos sustratos (lactato, piruvato, aminoácidos glucogénicos, glicerol...)

Tejidos: HÍGADO>>>corteza renal

Localización: Citosol y mitocondria

Destinos de la GLU sintetizada: sistema nervioso y músculo esquelético; formación de glucógeno, glucoproteínas, disacáridos, etc

Gluconeogénesis

Glucosa en sangre

Glucosa-6-P Glucosa-6-fosfatasa

Glucosa-1-P

GLUCÓGENO

HIGADO

Glucosa

TEMA 18 3

“Lehninger Principios deBioquímica", 3ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2001.

GLUCOLISIS Y GLUCONEOGÉNESIS

1er rodeo

2º rodeo

3er rodeo

TEMA 18 4

GLUCONEOGÉNESIS

mitocondria

PIRUVATO

PIRUVATO

OXALACETATO

MALATO

OXALACETATO

MALATO

FOSFOENOLPIRUVATO

ATP

ADP+PiCO2

NADH +H+

NAD+

NADH +H+

NAD+

GTP

GDPCO2

1er rodeo Pir PEP

3er rodeo: G6P Glucosa H2O Pi

Glucosa-6-fosfatasa

2º rodeo: F1,6BP F6PH2O Pi

Fructosa-1,6-bisfosfatasa

COO-

C=O

CH3

COO-

C O P

CH2

PEP

OA

COO-

C=O

CH2

COO-

OA

MALATO

PIR

PEP-CK (CarboxiKinasa)

Malato-DHcitosólica

Malato-DHmitocondrial

Piruvato carboxilasa(coenz=biotina)

COO-

C=O

CH2

COO-

COO-

C OH

CH2

H

COO-

Biotina: coenzima transportador de CO2. Deriva de vit.B8

TEMA 18 5

2 Pir + 4 ATP + 2 GTP + 4 NADH + 2 NAD+ + 4H2O

Glucosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 4 NAD+ + 2 NADH

2 Pir + 6 ATP + 2 NADH + 4H2O Glucosa + 6ADP + 6 Pi + 2 NAD+

BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCONEOGÉNESIS

TEMA 18 6

GLUCOSA

GLUCOSA-6-P

FRUCTOSA-6-P

FRUCTOSA-1,6-BP

DHAP GLICERALDEHIDO-3P

(2) 1,3-BPG

(2) 3-PG

(2) 2-PG

(2) PEP

(2) PIRUVATO

(2) OA

(2) MALATO

(2) OA

(2) ATP

(2) ADP + (2) Pi

(2) NADH(2) NAD+

(2) NAD+(2) NADH

(2) GTP

(2) GDP

(2) ATP

(2) ADP

(2) NADH(2) NAD+

(2) Pi

Pi

Pi

TEMA 18 7

Precursores gluconeogénicos

“Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2006.

DHAP

TEMA 18 8

GLUCOSA

PIRUVATO

LACTATO

2 ATP

GLUCOSA

PIRUVATO

LACTATO

6ATP

Glucógeno Glucógeno

MÚSCULO HÍGADOSangre

“Sprint”Descanso

“deuda de oxígeno”

Glucolisisanaerobia

Gluconeogénesis

CICLO DE CORI

TEMA 18 9

LOS ÁCIDOS GRASOS NO SON GLUCONEOGÉNICOS

Acidos grasos (cadena par)β-oxidación

gluconeogénesis

GLUCOSA

Citrato

Isocitrato

α−ceto-glutarato

SuccinilCoA

Succinato

Fumarato

Malato

Oxalacetato

Ciclo del ácido cítrico

NADH

FADH2

ATP

TEMA 18 10

GLUCOSA

PIRUVATO

OXALACETATO

ACETIL-CoA

ATP

PIRUVATO DH

PIRUVATO CARBOXILASA

PIRUVATO CARBOXILASA

REGULACIÓN DE LA GLUCONEOGÉNESIS (I)

TEMA 18 11

REGULACIÓN DE LA GLUCONEOGÉNESIS (II)

FRUCTOSA-1,6-BIS-FOSFATASAH2O Pi

FRUCTOSA-1,6-BP FRUCTOSA-6-P

AMP Fructosa-2,6-BP

PFK-2(activa)

FBPasa-2(inactiva)

OH

PFK-2(inactiva)

FBPasa-2(activa)

O- P

FRUCTOSA-2,6-BP

GLUCOLISIS

GLUCONEO-GÉNESIS

GLUCOLISIS

GLUCONEO-GÉNESIS

FRUCTOSA-2,6-BP

GLUCAGÓN

FRUCTOSA-6-P FRUCTOSA-1,6-BP

PFK-1

ATP ADP

Glucolisis

FRUCTOSA-6-P

FRUCTOSA-2,6-BP

PFK-2 Fructosa-2,6-B-fosfatasa

TEMA 18 12

INSULINA, GLUCAGÓN Y ADRENALINA en el metabolismo glucídico

GLUCOSAGLUCAGÓNMovilización de combustibles en respuesta a baja [GLU] en sangre

ADRENALINAMovilización de combustibles en respuesta a estrés o emergencia

INSULINAAnabolizante en respuesta a alta [GLU] en sangre

EFECTOS:

•Glucogeno lisis

INSULINAADRENALINAGLUCAGÓN

Células pancreáticas α Médula adrenal Células pancreáticas βFUENTE

DIANA Hígado Músculo>Hígado

Músculo, Hígado,adipoc.

•Síntesis de glucógeno

•Fructosa 2,6-BP

•gluconeogénesis

TEMA 18 13

RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATORUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO

TEMA 18 14

LACTATO

GLUCOSA

GLUCÓGENO

RIBOSA-5-P

NADPH PIRUVATO

ETANOL+CO2

ACETIL-CoA

CO2 + H2O

ALMACENAMIENTO

OXIDACIÓN VIA PENTOSAS-P

OXIDACIÓN VIA GLUCOSISIS

COND. ANAEROBICAS(COND.

ANAEROBICAS)COND. AEROBICAS

DESTINOS DE LA GLUCOSA Y DEL PIRUVATO

Modificado del “Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2006.

TEMA 18 15

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...

Tejidos:

adiposo, glándula mamaria, corteza adrenal, eritrocitos, hígado

Modalidades:

1. Se requiere tanto NADPH como ribosa-5-P

2. Se requiere mucho más NADPH

3. Se requiere más ribosa-5-P

TEMA 18 16

RUTA PENTOSAS FOSFATO

2 FASES:

1. OXIDATIVA: IRREVERSIBLE

2. NO OXIDATIVA: REVERSIBLE

2. NO OXIDATIVA:

Ribosa-5-P

Glucosa-6-P

1. OXIDATIVA:

GLUCOSA-6-fosfato 6-fosfogluconato Ribulosa-5-P RIBOSA-5-P

NAPDH NAPDH

CO2