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Objetivos:
• Glicólisis• Glicólisis
• Fermentación láctica
• Gluconeogénesis y Ciclo de Cori
• Metabolismo de disacáridos
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GLICOLISIS
glykos : glucosalysis : romper
OBJETIVO: obtención de energía en formarápida y para trabajos a corto plazo.
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GLICOLISIS• Ocurre en todos los organismos vivos: vía metabólica común (por ejemplo• Ocurre en todos los organismos vivos: vía metabólica común (por ejemplo convergen en ella: glucógeno, sacarosa, lactosa)
• Consumo: glucosa, 2 ATP, 4 ADP, 2 NAD+Consumo: glucosa, 2 ATP, 4 ADP, 2 NAD
• Se genera: 2 piruvato, 2 ADP, 4ATP y 2 NADH
• Por lo tanto, rendimiento energético: 2 ATP y 2 NADH ≈ 8ATP
• Funciona tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas‐> aeróbico: resulta piruvato (4 ATP, 2 ADP, 2 NADH)‐> anaeróbico: resulta lactato (4 ATP, 2 ADP)
•Puntos regulatorios de la vía: Hexoquinasa (común para muchas vías)•Puntos regulatorios de la vía: Hexoquinasa (común para muchas vías)Fosfofructoquinasa (la más importante)Piruvatoquinasa
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La glicólisis consta en total de 10reacciones las cuales de suceden enreacciones, las cuales de suceden enforma secuencial con el fin de cumplirtres pasos :
1. Preparación del corte de la cadenacarbonada (reacciones 1 – 3).( )
2. Corte de la cadena carbonada(reacciones 4 y 5).( y )
3. Fase oxidativa: generación de laenergía (reacciones 6 – 10).
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1. Hexoquinasa
Hexoquinasa es inhibida por producto.
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2. Fosfoglucosa isomerasa
Catálisis de una reacción de isomerización: aldosa cetosa
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3. Fosfofructoquinasa
Fosfofructoquinasa es el principal punto control de la glicólisis.Inversión de energía.
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2. Corte de la cadena carbonada
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4. Aldolasa
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C3
C3
C6
Triosa fosfato isomerasa
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Glicólisis: obtención de energía rápida
1. Preparación del corte de la cadenacarbonada (reacciones 1 – 3)carbonada (reacciones 1 3).
2. Corte de la cadena carbonada(reacciones 4 y 5).(reacciones 4 y 5).
3. Fase oxidativa: obtención de laenergía (reacciones 6 – 10).
3. Fase oxidativa: obtención de laenergía (reacciones 6 – 10).g ( )g ( )
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6. gliceraldehido‐3‐fosfato deshidrogenasa
Formación de primer intermediario de alta energía: acilfosfato (posee un granpotencial como donor de grupo fosfato).
Oxidación: pérdida de e‐ (H= H+ + e‐)
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7. Fosfoglicerato quinasa
Generación del primer ATP
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ó ( ) ( )Reacción (6) y (7)
Fosforilación a nivel de sustrato
Aldehído ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ carboxilo
Ox.
NAD+ NADH,H+ ADP ATP
Pi
gliceraldehido‐3‐P 1,3‐bi‐P‐glicerato 3‐P‐glicerato
Gliceraldehído‐3‐fosfato‐deshidrogenasa
fosfoglicerato‐quinasa
ΔGº´=+6 7 kJ/mol ΔGº´=‐18 8 kJ/molΔGº =+6.7 kJ/mol ΔGº =‐18.8 kJ/mol
ΔGº´=‐12.1 kJ/mol
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8. Fosfoglicerato mutasa
Una mutasa cataliza la transferencia de un grupo funcional desde una posición a otra dentro de la misma molécula.posición a otra dentro de la misma molécula.
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9. Enolasa
Formación del segundo intermediario de alta energía.
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10. Piruvatoquinasa
Generación del segundo ATP
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Glucagón
AMPc
Forma L
Forma L y M
Piruvato quinasa es otro ejemplo de fosforilación a nivel de sustrato
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*“Puntos control” enla glicólisis.
**
**
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Regulación de PFK‐1
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3´‐5´‐AMP cíclico (AMPc)“segundo mensajero”
Adenilato ciclasa fosfodiesterasa
ATP AMPc + PPi AMPc AMP
H O H+H2O H+
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Ausencia de O2 Presencia de O2
Células animales y
Levaduras Ciclo de KrebsFosforilación oxidativa
ybacterias lácticas
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Fermentación láctica: manteniendo el balance redox.
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ISOENZIMAS DE LDHISOENZIMAS DE LDH
anaeróbico aeróbico
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GLICOLISIS AEROBICA
GLICOLISIS ANAEROBICAAEROBICA ANAEROBICA
38 ATP > > > 2 ATP
MAS LENTO MAS RAPIDO
Fibras musculares rojas (tipo 1) en aves
Fibras musculares blancas (tipo 2) en(tipo 1) en aves
migratorias blancas (tipo 2) en
gallinas
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GLUCO-NEO-GENESISglucosa de novo generar
GLUCO NEO GENESISGeneración de glucosa a partir de precursores que no son carbohidratos
-lactato-aminoácidos
(en músculo activo)(durante inanición), menos leucina y lisina
-glicerol-propionato
lisina(en células adiposas)(ácido graso numero impar)
Otros ácidos grasos no son substrato para la gluconeogénesis porque AcetilCoA OAA (Vía del glioxilato presente en plantas)glioxilato presente en plantas)
La gluconeogénesis utiliza las enzimas de la glicólisis exceptode la glicólisis, excepto
hexoquinasa, fosfofructoquinasa y piruvatoquinasa
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GLICOLISIS GLUCONEOGENESIS
hexoquinasa glucosa-6-fosfatasa
fosfofructoquinasa fructosa-1,6-bisfosfatasa
fosfoenolpiruvatoquinasapiruvatoquinasa
piruvatocarboxilasa
p q
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Glucosa
Glu-6-P
Fru-6-P
Fru-1,6-diP
li lGliceraldehido-3-P Dihidroxiacetona-P
1,3-diP-glicerato
glicerol
, g
3-P-glicerato2-P-glicerato
P-enolpiruvato
oxalacetato aminoácidos
piruvato aminoácidoslactato
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ATP AMPATPAMP
citratocitratoF2,6BP F2,6BP
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Glicólisis reversa
2 ATP
Gluconeogénesis
6 ATP
Gluconeogénesis
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Ciclo de Cori (descrito por Carl y Gerti Cori)
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Cooperación entre glicólisis y gluconeogénesis.
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Principales disacáridos.
fructosaglucosa α-1,2
galactosa β 1 4 glucosagalactosa - β-1,4 - glucosa
glucosa - α-1,4 - glucosa
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LACTOSA = GLUC+GALACTOSA LACTASA = β-D-galactosidasa
SACAROSA = GLUC+FRUCTOSA INVERTASA = α-D-glucosidasag
Manosa
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SACAROSA GLUCOSA + FRUCTOSAα-D-glucosidasa
(invertasa)
DEGRADACION DE FRUCTOSA
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DEGRADACIÓN de LACTOSA
gal-β1,4-glu
LACTASALACTASA
Intolerancia a leche en adultos (deficientes en lactasa)
- casi todos los niños o recién nacidos digieren leche- adultos: (3% daneses, 97% tailandeses) deficiencia de la lactasa- acumulación de lactosa en lumen intestinal- efecto osmótico de lactosa no absorbida causa entrada de líquido en el intestino delgado
Síntomas: nauseas, calambres, dolor, diarrea acuosa
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DEGRADACIÓN de GALACTOSA
1.
Gal + ATP gal 1 P + ADP + H+ galactoquinasa1Gal-1-P + UDP-glu UDP-gal + glu-1-P
G
gal-1P-uridil-transferasa
Gal + ATP gal-1-P + ADP + H+ galactoquinasa1.
2.3 UDP-Gal + ATP UDP-glu + ADP + H+ UDP-gal-4-epimerasa3.
Glu-1-P Glu-6-P fosfoglucomutasa4.
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D-galactosa
galactosa-1-P UDP-glucosa
UDP-D-galactosa Glucosa-1-PUDP-D-galactosa Glucosa 1 P
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Galactosemia: ausencia de la gal-1-P uiridiltransferasa
Heredada, autosómico recesivo (“error metabólico congénito”)
Metabolismo de gal bloqueado en la gal 1PMetabolismo de gal bloqueado en la gal-1P
Niños afectados no se desarrollan bien
Síntomas: vómitos diarreas aumento de volúmen del hígado eSíntomas: vómitos, diarreas, aumento de volúmen del hígado eictericia, elevada galactosa en sangre (galactosemia), galactosuria,retardo mental, cataratas (aumento de galactitol en sangre).
T i li i ió d l l l di (
La ingestión continuada de galactosa puede conducir a la muerte de
Tratamiento: eliminación de la galactosa en la dieta (pero no serecupera el retardo mental)
g g palgunos pacientes
El mal en la galactosemia está producido por una acumulación desustancias toxicas, más que por la ausencia de un componenteesencial
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CH2OHI
CHOI
D-galactosa galactitol
IHCOH
IHOCH
IHCOH
IHOCH
IHOCH
IHCOH
IHOCH
IHCOH
galactosa-1-P UDP-glucosaHCOH
ICH2OH
HCOHICH2OH
Gl 1 P
Transferasa
UDP-D-galactosa Glucosa-1-P
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EJERCICIO
La infusión intravenosa de fructosa en pacientes voluntarios sanosgenera un aumento 5 veces mayor de los niveles de lactato en la sangre que cuando se le aplica glucosa.sangre que cuando se le aplica glucosa.
a) ¿Por qué la glicólisis es más rápida cuando se administra fructosa?
b) ¿Por qué no debería usarse fructosa como alimentación endovenosa?