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CARBOHIDRATOS Metabolismo y Regulación

Material Para Ing. Ambiental UPC . Laura Rojas

• Se define como metabolismo de los carbohidratos a los procesos bioquímicos de formación, ruptura y conversión de los carbohidratos en los organismos vivos. Los carbohidratos son las principales moléculas destinadas al aporte de energía, gracias a su fácil metabolismo.


Esquema

Regulación Recíproca

Glucogenogénesis - Glucogenólisis

Glucogénesis

Vías de las Pentosas

Glucogenólisis

Lanzaderas Descarboxilación

Oxidativa del Piruvato

Neoglucogénesis

Regulación Recíproca Glicólisis -

Neoglucogénesis

Entrada de la Glucosa a la

Célula Glicólisis


• El metabolismo de carbohidratos consiste en : Digestión Transporte Almacenamiento Degradación Biosíntesis


ENTRADA DE LA GLUCOSA

Amilasa Salival Almidón, glucógeno

Maltosa, lactosa, sacarosa

Glucosa, fructosa, galactosa, etc

Vena Porta Hígado.

ABSORCIÓN


ENTRADA DE LA GLUCOSA A LA CÉLULA


DESTINO DE LA GLUCOSA


ESQUEMA

Glicólisis



Glucogénesis


Glucogenólisis




Neoglucogénesis


Célula

Neoglucogénesis


NEOGLUCOGÉNESIS

Neoglucogénesis Propósito/Función Compuestos no carbohidratos → Glucosa

Tejidos Hígado* y Riñón

Compartimiento celular Citosol y Mitocondria

Secuencia de acontecimientos

Piruvato → PEP → 2PG → 3PG → 1,3BPG → GAP → F-1,6-P → F6P → G6P → Glucosa.

Regulación Reacciones 1 y 7.


GLUCOGENOGÉNESIS

Síntesis de Glucógeno Propósito/Función Glucosa → Glucógeno

Tejidos Hígado y Músculo

Compartimiento celular Citosol

Secuencia de acontecimientos

Glucógeno (n) → Glucógeno (n + 1)

Regulación Reacción de la Glucógeno Sintasa


Metabolismo intermediario de la glucosa


Glicólisis



Glucogénesis




Neoglucogénesis


Neoglucogénesis


Célula

Esquema

Glucogenólisis


DEGRADACION DE LA GLUCOSA

• El glucógeno se degrada en la glucogenolisis produciendo glucosa.

• La glucosa se degrada en: 1. La glucolisis produciendo piruvato y energía 2. La ruta de pentosas fosfato, produciendo

poder reductor y pentosas.


REGULACIÓN HORMONAL DE LA GLUCOSA

Revisar esta pag: http://www.objetos.unam.mx/biologia/homeostasis/sitio/mecanismos.html


• Cuando la ingesta de carbohidratos supera las necesidades energéticas, el exceso se almacena como reserva en forma de grasas.

• Los restos de acetil-CoA provenientes de la β-oxidación y de la degradación de glucosa o de las cadenas carbonadas de algunos aa, pueden utilizarse para sintetizar nuevos ac. Grasos.

• Estos se incorporan al glicerol para ser almacenados como grasa de depósito.

• La síntesis de ac. Grasos de hasta 16 C ocurre en el citoplasma y se conoce como SINTESIS DE NOVO.

• La elongación de ac. Grasos preexistentes se realiza en las mitocondrias.

BIOSÍNTESIS DE ÁCIDO GRASOS/LIPOGÉNESIS


BIOSÍNTESIS DE ÁCIDO GRASOS/LIPOGÉNESIS


SINTESIS DE NOVO (SINTESIS CITOPLASMÁTICA DE AC. GRASOS)

• Los ac. grasos se sintetizan en el citosol a partir de acetil-CoA que se produce en la mitocondria por lo tanto es necesario que estos últimos sean transportados afuera de las mitocondrias.

• La membrana mitocondrial interna es impermeable a acetil-CoA.

• La manera en que salen es como citrato mediante un transportador de tricarboxilatos.

• Se usa NADPH como fuente de H para las reducciones.


SALIDA DE ACETILOS DE LA MITOCONDRIA AL CITOSOL


Etapas de la Síntesis de Ac. Grasos

Comprende: 1. Formación de malonil-CoA. 2. Reacciones catalizadas por el

complejo multienzimático de la Ácido graso sintasa.


CARACTERÍSTICAS DE LAS VÍAS PARA LA BIOSÍNTESIS Los intermediarios en la síntesis están unidos a grupos sulfihidrilos de una proteína portadora de grupos de acilos . Las enzimas de la síntesis de los ácidos grasos están integrados en una única cadena polipeptídica llamada ACIDO GRASO SINTASA. La cadena de ácido graso en crecimiento se alarga por adición secuencial de dos carbonos derivados de la molécula de Acetil-Coa. La elongación catalizada por el complejo ÁCIDO GRASO SINTASA se detiene con la formación del palmitato. La elongación posterior y la inserción de dobles enlaces se lleva a cabo por otros sistemas enzimáticos Material Para Ing. Ambiental UPC . Laura

Rojas

2)Reacciones de la acido graso sintetasa

• Cataliza la síntesis de ac. Grasos de hasta 16 C. • Posee 7 proteínas con actividad catalítica. • Formada por 2 subunidades, cada una con 3 dominios:

• Dominio 1: ingreso de sustratos y unidad de condensación. Contiene 3 enzimas:

• Acetil transferasa (AT) • Malonil transferasa (MT) • Enzima condensante (KS) con resto de Cys.

• Dominio 2: unidad de reducción. Contiene 3 enzimas:

• Cetoacil reductasa (KR) • Hidroxiacil deshidratasa (HD) • Enoil reductasa (ER)

– Posee la porción transportadora de acilos ACP( contiene un residuo de ácido pantoténico en su estructura a través del cual se forma un enlace tioester con la molécula de ácido graso en crecimiento.)

• Dominio 3: liberación de ácidos grasos. Posee la enzima: • Deacilasa.

Una subunidad de Acido Graso Sintetasa.


1)Transferencia de acetato.

Una molécula de acetil-CoA ingresa y la acetil transferasa (AT) transfiere el resto acetilo al sitio activo de la enzima condensante (KS).


2)Transferencia de malonilo.

El malonil-CoA formado ingresa y se une al residuo de Fosfopanteteína de la Proteína Transportadora de Acilos (ACP) por acción de la malonil transferasa (MT).


3)Condensación de acetilo con malonilo

•El carboxilo libre del malonilo se separa como CO2.

•Se produce la unión de acetilo y malonilo catalizada por la enzima condensante (KS) para formar ceto-acil ACP.

•Se libera el acetilo de la enzima condensante.


4) Primera reducción( reducción del grupo ceto)

El ceto-acil ACP formado se reduce a hidroxi-acil ACP por acción de la ceto-acil reductasa (KR).


5)Deshidratación

Se pierde una molécula de agua, reacción catalizada por la hidroxi acil deshidratasa (HD).


6)Segunda reducción (Saturación del enlace C-C)

El compuesto insaturado es hidrogenado por acción de la enoil reductasa (ER).


Translocación La cadena en elongación unida al grupo fosfopanteteína de la ACP es translocada al residuo de cisteína de la enzima condensante (KS).

El grupo fosfopanteteína queda libre para la unión a malonilo comenzando un nuevo ciclo.

El ciclo se repite hasta llegar a ac. Grasos de 16 C.

Los H necesarios para las reducciones provienen de NADPH que se obtiene en la vía de las pentosas y en menor cantidad por la enzima málica que convierte el piruvato en malato para su salida al citosol (transporte de acetilos) Material Para Ing. Ambiental UPC . Laura Rojas

RESUMEN: Pasos de la biosíntesis de Ac. Grasos.


REGULACIÓN DE LA LIPOGÉNESIS

• La enzima Acetil Coa carboxilasa en la enzima reguladora de la síntesis de los ácidos grasos.

• Ésta enzima es regulada: 1.Mecanismo covalente (citrato estimula a la

enzima y el palmitato la inhibe) 2.Mecanismo alostérico (forma activa la

desfosforilada)


Síntesis y degradación de Ac grasos


Balance de la síntesis del AcidoPalmítico

acetyl-CoA + 7 malonil-CoA + 14 NADPH palmitate + 7 CO2 + 14 NADP+ + 8 CoA



BIOSÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS

¿Que son los aminoácidos?

• El cuerpo humano se compone en un 20% de proteínas. Las proteínas juegan en casi todos los procesos biológicos un papel clave. Los aminoácidos son la base de las de las proteínas. Existen 20 tipos de aminoácidos

• Dado que gran parte de nuestras células, músculos y tejidos están compuestos por aminoácidos, éstos forman parte de numerosas funciones importantes en nuestro cuerpo: los aminoácidos confieren a la célula no sólo su estructura, sino que también son responsables del transporte y el almacenamiento de toda clase de nutrientes de vital importancia. Los aminoácidos influyen en las funciones de órganos, glándulas, tendones o arterias. Son esenciales en la curación de heridas y reparación de tejidos, especialmente músculos, huesos, piel y cabello, así como en la eliminación de los impactos negativos que se asocian a trastornos metabólicos de todo tipo.


AMINOACIDOS

Funciones: a. Síntesis de proteínas. b. Fuente principal de los átomos de nitrógeno

que se requieren en diversas rutas de reacción de síntesis.

c. Esqueletos carbonados (las partes no

nitrogenadas). Son una fuente de energía Precursores de varias rutas de reacción.

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RESERVA DE AMINOACIDOS?

Las moléculas de aminoácidos de disposición inmediata proceden de:

a. Degradación de las proteínas del alimento. b. Degradación de las proteínas de los tejidos.

• Dependiendo de las necesidades metabólicas se sintetizan

determinados aminoácidos o se interconvierten y luego se transportan a los tejidos en los que se utilizan.

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NITROGENO EN NUESTRO ORGANISMO

• Equilibrio nitrogenado.

• Balance positivo de nitrógeno; (niños que crecen, mujeres embarazadas, pacientes que se recuperan de una enfermedad).

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http://www.google.com/imgres?q=mujeres+embarazadas&um=1&hl=es&sa=N&rls=com.microsoft:es-hn:IE-SearchBox&rlz=1I7GPCK_esHN402&biw=1366&bih=524&tbm=isch&tbnid=2DkIylTiXSrYOM:&imgrefurl=http://www.iemakaie.com/noticia.php?id=1102&docid=pwzGNwXmebAcbM&imgurl=http://gtt-vih.org/files/images/imagenes/LA%20NOTICIA%20DEL%20DIA/2009_03/LND090305_embarazo.gif&w=240&h=251&ei=KhbMTvzlE8fUgQf8wb3MDQ&zoom=1http://www.google.com/imgres?q=ni%C3%B1os&um=1&hl=es&sa=N&rls=com.microsoft:es-hn:IE-SearchBox&rlz=1I7GPCK_esHN402&biw=1366&bih=524&tbm=isch&tbnid=6ZMpL598FgRIxM:&imgrefurl=http://d-shopping.net/ninos-%C2%BFinfluencia-en-nuestras-compras/2010/12&docid=5kBYv5Z2Bk0vxM&imgurl=http://d-shopping.net/wp-content/uploads/2010/12/2008040837ni%C3%B1osDentro_20080409.jpg&w=300&h=445&ei=ghbMTp-ZO8eLgweSkcWnDQ&zoom=1

• Balance negativo de nitrógeno; no se puede sustituir las pérdidas de nitrógeno con las fuentes alimenticias. Ejemplo: kwashiorkor, forma de desnutrición que produce una ingestión insuficiente y prolongada de proteínas.

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SÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS

• AA ESENCIALES (9):No los puede producir el cuerpo. En consecuencia, deben provenir de los alimentos: isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, valina, arginina e hisitidina. Los últimos son en realidad semiesenciales (esenciales en etapa de crecimiento infantil).

• AA NO ESENCIALES (12):a todos aminoácidos que el cuerpo

puede sintetizar, y que no necesita hacer la ingesta directa en una dieta: alanina, asparagina, aspartato, cisteína, glutamato, glutamina, glicina, serina, tirosina, prolina, hidroxiprolina e hidroxilisina.

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METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS SÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS FAMILIAS

• De acuerdo a la semejanza de las rutas de síntesis hay 6 familias:

A. glutamato. B. serina. C. aspartato. D. piruvato. E. aromáticos. F. histidina

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METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS SÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS

• Una vez que los aminoácidos están dentro de la célula, sus grupos amino pueden utilizarse para las reacciones de síntesis, mediante dos reacciones:

a. Reacciones de transaminación: Los grupos amino se transfieren desde un alfa-

aminoácido a un alfa-cetoácido. b. Aminación reductora: el NH4+ o el nitrógeno amida

de la glutamina o la asparagina se utilizan para suministrar el grupo amino o el nitrógeno amida de determinado aminoácido.

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METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS SÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS

• TRANSAMINACION • Alfa – cetoglutarato / glutamato.(intermediario metabolico en el ciclo de

Krebs y ciclo del glutamato): muy importantes en la sintesis de aminoacidos.

• Oxalacetato / aspartato: Participa en la eliminación del

nitrógeno en el ciclo de la urea. • Piruvato / alanina: Participa en el ciclo de la alanina.

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METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS SÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS TRANSAMINACIÓN

• Requieren la coenzima piridoxal –5´ – fosfato (PLP)que procede de la piridoxina (vitamina B6).

• PLP.- forma activa de la vitamina B6

• Participa en otras reacciones; a. Racemificaciones (reacciones

en las que se forman mezclas de aminoácidos L – y – D).

b. Descarboxilaciones. c. Modificaciones de la cadena

lateral. 46

METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS SÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS TRANSAMINACIÓN

1. Formación de una base de Schiff entre el PLP y el grupo alfa – amino de un alfa – aminoácido.

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METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS TRANSAMINACIÓN

• Las reacciones de transaminación son ejemplos de un mecanismo de reacción bimolecular ping-pong; el primer sustrato debe dejar el lugar activo antes que entre el segundo.

• Son reversibles. Por tanto, teóricamente es posible sintetizar todos

los aminoácidos por transaminación. • Sin embargo, no existe síntesis neta de un aminoácido si el

organismo no sintetiza su alfa cetoácido precursor de forma independiente.

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METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS TRANSAMINACIÓN

• No existe en las células animales las rutas de reacción para

sintetizar: fenil piruvato, alfa – ceto – Beta – hidroxibutirato e imidazol piruvato; deben proporcionarse en la alimentacion: fenil alanina, treonina y la histidina.

• Rutas de Novo. Son las rutas de reacción que sintetizan los

aminoácidos a partir de intermediarios metabólicos; no sólo por transaminación.

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INCORPORACIÓN DIRECTA DE LOS IONES AMONIO A LAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS

Existen dos medios para incorporación de iones amonio en AA y finalmente en otros metabolitos:

1. Aminación reductora de alfa – cetoácidos. 2. Formación de las amidas del ácido aspártico

y del ácido glutámico con la consiguiente transferencia del nitrógeno amida para formar otros aminoácidos.

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METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS SÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS AMINACIÓN REDUCTORA

• Aminación directa del alfa – cetoglutarato; catalizada por la glutamato deshidrogenasa (mitocondrias y citoplasma de células eucariotas y de algunas bacterianas).

• Glutamato deshidrogenasa en los eucariotas permite la producción de NH4+ como preparación de eliminación de nitrógeno (función principal).

• La reacción es reversible y cuando hay exceso de amoníaco, la reacción se lleva a la síntesis de glutamato.

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METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS SÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS FORMACIÓN DE AMIDAS

• Los iones amonio también se incorporan en metabolitos celulares mediante la formación de glutamina (amida del glutamato).

• Cerebro: Es especialmente sensible a efectos tóxicos del NH4+. Tiene abundante glutamina sintasa que convierte el NH4+ en glutamina (neutra, no tóxica). Luego la glutamina pasa al hígado, donde origina desechos nitrogenados.

METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS SÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS

• Cada miembro de los aminoácidos se

sintetiza mediante una ruta única.

• Característica común: el esqueleto carbonado de cada aminoácido procede de intermediarios metabólicos de fácil disposición.

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CARBOHIDRATOSMetabolismo y RegulaciónNúmero de diapositiva 2Número de diapositiva 3Número de diapositiva 4ENTRADA DE LA GLUCOSAENTRADA DE LA GLUCOSA A LA CÉLULADESTINO DE LA GLUCOSAESQUEMANEOGLUCOGÉNESISGLUCOGENOGÉNESISMetabolismo intermediario de la glucosaNúmero de diapositiva 12DEGRADACION DE LA GLUCOSANúmero de diapositiva 14REGULACIÓN HORMONAL DE LA GLUCOSANúmero de diapositiva 16BIOSÍNTESIS DE ÁCIDO GRASOS/LIPOGÉNESISBIOSÍNTESIS DE ÁCIDO GRASOS/LIPOGÉNESISSINTESIS DE NOVO�(SINTESIS CITOPLASMÁTICA DE AC. GRASOS)SALIDA DE ACETILOS DE �LA MITOCONDRIA AL CITOSOLNúmero de diapositiva 21Número de diapositiva 222)Reacciones de la acido graso sintetasa1)Transferencia de acetato.2)Transferencia de malonilo.3)Condensación de acetilo con malonilo4) Primera reducción( reducción del grupo ceto)5)Deshidratación6)Segunda reducción�(Saturación del enlace C-C)TranslocaciónRESUMEN: Pasos de la biosíntesis de Ac. Grasos.REGULACIÓN DE LA LIPOGÉNESISSíntesis y degradación de Ac grasosNúmero de diapositiva 34Número de diapositiva 35Número de diapositiva 36¿Que son los aminoácidos?�AMINOACIDOSRESERVA DE AMINOACIDOS?NITROGENO EN NUESTRO ORGANISMONúmero de diapositiva 41SÍNTESIS DE AMINOÁCIDOSMETABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS�SÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS FAMILIASMETABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS�SÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOSMETABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS�SÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS METABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS �SÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS TRANSAMINACIÓNMETABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS �SÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS TRANSAMINACIÓNMETABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS �TRANSAMINACIÓNMETABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS �TRANSAMINACIÓN��INCORPORACIÓN DIRECTA DE LOS IONES AMONIO A LAS MOLÉCULAS ORGÁNICASMETABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS �SÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS AMINACIÓN REDUCTORAMETABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS�SÍNTESIS DE AMINOÁCIDOS FORMACIÓN DE AMIDASMETABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS�SÍNTESIS DE LOS AMINOÁCIDOS

presentación de powerpoint · 2017. 4. 22. · esenciales en la curación de heridas y reparación...

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