Este documento describe las principales rutas metabólicas de la glucólisis, el ciclo de Krebs, la gluconeogénesis y la síntesis y degradación del glucógeno y los lípidos. Explica las enzimas clave, los productos y subproductos de cada ruta, así como su regulación. En particular, se enfoca en la producción de ATP, NADH y FADH2 y su importancia energética.

1. UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE
BAJA CALIFORNIA
Escuela de Ciencias de la Salud
Medicina
BIOQUÍMICA
Rutas metabólicas.
BIOQUÍMICA I
Ramírez Guzmán J.Alejandro

3. GLUCÓLISIS
AEROBIA
Vía de Embden-Meyerhof
ANAEROBIA
Vía de Entner-Doudoroff

4.  Fosforilación de glucosa
(hexokinasa) ATP
 Enzimas reguladoras:
 HK ( Km Afinidad Vmax )
 PFK-1 Regulación más importante
 PK
 Glucokinasa (hexokinasa D,
hexokinasa IV)
 Hepática
 Km MAYOR
 Vmax
 Función en HPG
 INHIBIDA POR fructosa 6-fosfato
 Fosfoglucosa isomerasa
 REVERSIBLE
 PFK-1 (ATP)
 Fosforilación irreversible
 Limitante de la velocidad
 Regulación
 Energía, fructosa 2,6-bifosfato,
Inhibidor
Citrato
Activador
AMP

5.  PFK-2
 Actividad cinasa Fructosa 2,6-bifosfato
 Actividad fosfatasa desfosforila, convierte F2,6-BP en F6P
 Dominio activo cuando está DESFOSFORILADO
 Dominio inactivo cuando está FOSFORILADO
 Fructosa 2,6-bisfosfato: ACTIVA glucólisis
 INHIBE gluconeogénesis
Asegura que ambas
rutas no estén activas
al mismo tiempo

6.  Aldolasa
 Reversible
 AldolasaB (met. de Fructosa
 Triosa fosfato isomerasa
 Produce 2 moléculas de
gliceraldehído 3-fosfato
 Gliceraldehído 3-fosfato
deshidrogenasa
 REDOX (primera oxidación)
 Producción de NADH
 Pi al carboxilo
 Impulsa la producción de ATP
de la siguiente reacción.
 Bisfosfoglicerato mutasa
 Eritrocitos
Arsénico

7.  Fosfoglicerato cinasa
 Síntesis de 2ATP (1+1-2=0)
 REVERSIBLE
 Fosfoglicerato mutasa
 Del C3 al C2
 Enolasa
 Deshidratación de 2-PG
 Formación de PEP
 Piruvato cinasa
 3ra reacción irreversible
 Fructosa 1,6 BP activa la ez
 Fosforilada es inactiva
 Se activa gluconeogénesis
Glucagon
PKA
FOSFORILA PK
Adenilato
ciclasa
AMPc

8.  Lactato deshidrogenasa
 Glucólisis anaerobia
 Lactato como producto final
 Ejercicio
 Producción de NADH excede la
capacidad oxidatica de la Cadena R
 cociente NADH/NAD
 Acumulación de Lactato
 pH intracelular
 Calambres 
 Glucosa

9. CICLO DE KREBS
 Ruta final de
 CH
 AA
 ÁG
 Esqueletos carbonados
 Se convierten en CO2
 Aerobia
 O2 es el aceptor final de e-
 Ocurre en la matriz
mitocondrial
 Mitosol
Citrate Is Krebs’ Starting Substrate For Making Oxaloacetate.
Arsénico

10.  Complejo PDH
 Fuente de Acetil-CoA (2C)
 E1: PDH descarboxilasa
 E2: Dihidrolipoil transacetilasa
 E3: dihidrolipoil deshidrogenasa
#1

11.  Coenzimas de PDH
 E1:TiaminaVitamina B1
 E2: ácido lipóico y CoA
 E3: FAD y NAD
Arsénico

13.  Regulación de PDH
 PDH cinasa
 Independiente de AMPc
FOSFORILA … Inhibe E1
 PDH fosfatasa
 La DESFOSFORILA
ACTIVA E1
 Carencia de PDH
produce acidosis láctica
congénitaa.
 Se desvía por LDH

15.  Oxalacetato más Acetil-CoA y agua con la citrato sintasa forman citrato
 Citrato inhibe PFK-1 enzima limitante de Glucólisis.
 Citrato activa acetil-CoA carboxilasa para síntesis de ácidos grasos.
 Citrato es isomerizado por aconitasa y producir isocitrato
 Descarboxilación oxidativa de isocitrato por isocitrato deshidrogenasa,
primer limitante del CK, formación de a-KG Primer liberación de CO2 y
NADH
 Descarboxilación oxidativa del a-KG, complejo a-KG DH produce succinil-
CoA. Segunda liberación de CO2 y NADH
 Coenzimas:TPP, NAD, FAD, ácido lipóico y CoA
 El calcio es activador
 Succinil-CoA y NADH son inhibidores
 Succinil-CoA es escindida por succinato tioncinasa, requiere GDP y libera la
CoA para formar succinato
 Succinato es oxidado por la succinato deshidrogenasa, requiere FAD para
producir fumarato. Succinato deshidrogenasa ES EL COMPLEJO II, se
encuentra en la membrana mitocondrial INTERNA.
 El fumarato es hidratado a malato por la fumarasa (fumarato hidratasa)
 El malato es oxidado a oxalacetato por la malato deshidrogenasa 3er NADH

16.  …
 Enzimas
 Citrato sintasa
 Aconitasa
 Isocitrato deshidrogenasa
 α-cetoglutarato deshidrogenasa
 Succinato tiocinasa
 Succinato deshidrogenasa
 Fumarasa
 Malato deshidrogenasa
Citrate Is Krebs’ Starting Substrate For Making Oxaloacetate.
CAI A (alfa) SUT SU FUMA

17. ENERGÍA PRODUCIDA POR EL CICLO
DE KREBS
 Entran dos C por el Acetil-CoA
 Salen como 2CO2
 Una ¨vuelta¨ en el CK transfiere 4 pares de electrones
 3 pares reducen 3 NAD a NADH
 1 par reduce 1 FAD a FADH2
 La oxidación de 1 NADH forma 3 ATP
 La oxidación de 1 FADH2 forma 1 ATP
 GTP + ADP GDP + ATP
Aproximado
Nucleósido difosfato cinasa

18. REGULACIÓN DEL CK
 Ez con Delta G° muy
negativo
 Citrato sintasa
 Isocitrato
deshidrogenasa
 Complejo a-cetoglutarato
deshidrogenasa

19. GLUCONEOGÉNESIS
 Necesita enzimas
mitocondriales y citosólicas
 Ayuno nocturno
 90% hígado 10% riñones
 Ayuno prolongado
 40% riñones
 Precursores más
importantes
 Glicerol-Lactato-α-cetoácidos
 Piruvato carboxilasa
requiere biotina
 Enzima reguladora
 Fructosa 1,6-bifosfatasa
Ayuno

20.  Productos intermedios de
Glucólisis y Ciclo de
Krebs
 Glicerol
 Glicerol cinasa
 Glicerol 3-Fosfato
deshidrogenasa
 Lactato
 Ciclo de cori
 Aminoácidos
 Fuente más importante
durante ayuno.

23. VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
 Citosol
 2 reacciones oxidativas
irreversibles
 No ATP
 Producción
 2NADPH (reductor) por
cada G6P
 Ribosa 5 P (nucleótidos)
 Enzima reguladora
 GLUCOSA 6-FOSFATO
DESHIDROGENASA
 Inhibida por NADPH
 Estimulada por INSULINA
Gen G6PDH

24.  Cociente NADPH/NAD
 Elevado la mayoría de las veces, por lo tanto no inhibe.
 Al aumentar la demanda de NADPH, el cociente disminuye y
aumenta el flujo a través del flujo en respuesta a G6PDH

25. FASE OXIDATIVA (no reversible)
DE LA VÍA HMP
 Deshidrogenación de la G6-P
 Oxidación irreversible
 Formación de ribulosa 5-P
 1ra reacción 6-fosfogluconolactona
hidroxilasa
 2da reacción DESCARBOXILACIÓN
por la 6-fgdh
 Segunda producción de NADPH y de

26. REACCIONES NO OXIDATIVAS
REVERSIBLES
 Células que sintetizan
nucleótidos
 Ribulosa 5-P
 A ribosa 5-P
 B intermediarios de glucólisis
 Enzimas importantes
 Transcetolasa
 Transfiere 2C
 RequiereTPP
 Transaldolasa
 Transfiere 3C

28. CICLO DE CORI
 Une glucólisis anaerobia
en eritrocitos y miocitos
durante el ejercicio, con
la gluconeogénesis
hepática.
 El lactato producido
durante el ejercicio viaja por
la circulación y llega al hígado
 Para producir glucosa vía
gluconeogénesis.
 Gasto: 4 ATP
 Ganacia: 2 ATP
 Función
 Prevenir acumulación de LACTATO
 Genera glucosa en hígado, para que la
usen los eritrocitos y miocitos en
ejercicio.

29. GLUCÓGENO
 La glucosa puede obtenerse
de tres fuentes
 Dieta
 Degradación de glucógeno
 Gluconeogénesis
 El glucógeno es almacén de
glucosa.
 Gránulos citoplasmáticos
 Se libera a partir de
glucógeno hepático y renal
 Depósitos musculares (ATP)
y hepáticos (glucemia).

30.  Cantidades normales de glucógeno
 400 g de glucógeno muscular
 100 g de glucógeno hepático
 Se forma sólo de α-D-glucosa
 Enlace principal
 α(1-4)
 Ramificación en cada 8-10 residuos glucosilo
 α(1-6)
 Reservas
 Edo. Posprandial
 Ayuno
Glucógeno muscular se ve afectado
durante ayuno prolongado semanas.
La glucogenina se encuentra en el
centro del gránulo de glucógeno

31. SÍNTESIS DE GLUCÓGENO
GLUCOGÉNESIS
 Se producen en citosol
 Requiere ATP y UDP
 Síntesis de UDP-Glu|
 Enzima reguladora
 Glucógeno sintasa
 Estimuladores
 Glucosa-6-fosfato
 Insulina
 Cortisol
 Inhibidores
 Epinefrina
 Glucagon

33.  Amilosa: molécula lineal de
residuos glucosilo unidos por
enlace 1-4
 El glucógeno es ramificado,
tiene más extremos no
reductores
 Facilita la glucogénesis
 Facilita la glucogenólisis
 Enzima ramificadora
 Amilo-a-(1-4)-a(1-6)-trans-glucosidasa
 Retira una cadena de 6 a 8
residuos glucosilo del extremo no
reductor de la cadena de
glucógeno.
 Rompe enlace 1-4 y la une a uno 1-6
 Funciona como transferasa 4:6

34. GLUCOGENÓLISIS Enzimas citosólicas
 Producto principal
 Glucosa 1-fosfato
 Libera glucosa a partir de
cada glucosilo unido por
α(1-6)
 Enzima reguladora
 Glucógeno fosforilasa
 Contiene fosfato de piridoxal
 Activadores
 Epinefrina-Ejercicio activo
 Glucagon
 AMP
 Inhibidores:
G6P-Insulina y ATP

35. LÍPIDOS

37. LÍPIDOS
 Sintetizados de Acetil-CoA. Forma activa del ácido acético
 División
 Derivados de ácidos grasos
 Cadenas de ácidos grasos
 Hechas de un ácido carboxílico con una cadena larga
hidrocaarbonada
 SATURADAS:SIN DOBLE ENLACE
 MONOINSATURADAS: CON UN DOBLE ENLACE
 POLIINSATURADAS:DOS DOBLES ENLACES O MÁS
 Estas moléculas incluyen las del cuadro amarillo
 Glicéridos
 Lípidos de membrana
 Eicosanoides

38. LÍPIDOS
 División
 Derivados de ácidos grasos
 Isoprenoides
 Contienen múltiples unidades de moléculas de 5 carbonos
 Llamada ISOPRENO
 Las unidades de isopreno se unen para formar estructuras cíclicas o cadenas
lineales.
 Ejemplos
 Colesterol
 Ácidos biliares
 Hormonas esteoriodeas
 Vitaminas liposolubles
 Coenzima Q

39.  Pueden usarse como reserva de energía, soporte estructural,
señalizadores, protección mecánica y termorreguladores.
 TAG: almacén de energía en adipocitos.
 9 kcal/g
 Comparación con CH y Proteinas
 4 míseras kcal/g

40. ÁCIDOS GRASOS
 Cadena larga no ramificados
 Cadenas de 4-25 C
 Fórmula general
 CH3(CH2)nCOOH
 Clasificación
 Cadena corta: menos de 6 C * Entran directo a la matriz mitocondrial
 Cadena mediana: 6 a 12 C *
 Cadena larga: 13-20 C *** Albúmina,TAG, Quilomicrón, P
acopladoras. Para entrar a la Mmit necesitan lanzadera de carnitina B-Ox
 Cadena muy larga: más de 22 C. B-Ox en peroxisomas. Sin ATP
 La longitud influye en su transporte por el tracto gastrointestinal,
compartimentos celulares y en su metabolismo

41. TIPOS DE ÁCIDOS GRASOS
 Se numeran
 Iniciando por el CARBONO del COOH
 Terminando por el C del grupo metil CH3
 División por presencia de dobles enlaces
 Saturados: los ácidos grasos más comunes en los seres humanos.
Ejemplo: ácido palmítico (C16:0)
 Monoinsaturados: solamente un doble enlace. Ejemplo:
Ácido oléico (C18:1(A9))
 Poliinsaturados: contiene dos o más DE. Muchos se obtienen en la dieta
como ácido linoléico (C18:2(9 A,12)), linolénico C18:3 (A 9,12,15) araquidónico
C20:4 (A 5,8,11,14)
 Nomenclatura:
 C#1:#2(A#,#,#...)
 #1 Total de carbonos
 #2 Dobles enlaces
 # Ubicación de los dobles enlaces
 A Delta, ubicación del primer carbono del doble enlace

43. ISOMERIZACIÓN cis-trans
 Los ácidos insaturados existen naturalmente en forma cis
 Cuando están parcialmente hidrogenados los cis se convierten
en trans.
 Características
 cis: cadenas acilo del mismo lado del doble enlace, son más fluidos.Al
rotar, cortan la cadena.
 trans: lados opuestos, menos fluidos

44. LÍPIDOS DERIVADOS DE ÁCIDOS GRASOS
 SE DESCRIBEN BASADOS EN LAS 3 CARACTERÍSTICAS
SIGIENTES.
 ESQUELETO
 Glicerol gliceraldehído
 Esfinfosina serina y ácido palmítico
 CABEZA (head group)
 Fosfatos
 CH
 Amino alcoholes
 Otras moléculas esterificadas
 COLA
 Cadenas de ácidos grasos unidas al esqueleto por enlaces éster forma dos
por glicerol o enlaces amida formado con esfingosina

45. GLICÉRIDOS
 Caracterizados por la presencia de glicerol como esqueleto
y uno o tres ácidos grasos o residuos esterificados.
 Clasificación
 TAG: más abundantes en reserva y en dieta. Glicerol + 3 ÁG.
 DAG: Glicerol + 2 ÁG.
 MAG: Glicerol + 1 ÁG.

46. LÍPIDOS DE MEMBRANA
 Componentes estructurales de membrana
 Glicerofosfolípidos: derivan del ácido fosfatídico
 Fosfatidilcolina más abundante en Mb celular
 Fosfatidilinositol señalización celular
 Cardiolipina componente de membrana mitocondrial interna
 Esfingofosfolípidos
 Glucolípidos
 Fosfolípidos: aquellos con lípidos con dos fosfatos

47. SÍNTESIS

48. B- OX

50. CETÓNICOS

51. BIBLIOGRAFÍA
1. Boron,W., & Boulpaep, E. (2009). Medical Physiology. Canada: SAUNDERS.
2. Harvey, R. (2011). Bioquímica (5 ed.). España: LippincottWilliams & Wilkins.
3. King, M. (2014). Integrative Medical Biochemistry Examination and Board Review.
United States: Mc. Graw-Hill Education.
4. Le,T. (2014). First Aid for the USMLE . United States: Mc. Graw-Hill Education.
5. Murray, R. (2013). Harper Bioquímica Ilustrada (29 ed.). México, D. F.: Mc. Graw-Hill.
6. Panin, S. (2005). Medical Biochemistry:An Ilustrated Review. NewYork:Thieme Medical
Publishers, Inc.
7. Pelley, J. (2012). ELSEVIER’S INTEGRATED REVIEW BIOCHEMISTRY,. Philadelphia:
ELSEVIER SAUNDERS.
8. Turco, S., & Reichenbecher,V. (2013). USMLE Step 1 Biochemistry and Medical
Genetics Lecture Notes. United States: Kaplan Medical.
9. Villalobos, O. (2013). BIOQUÍMICA Manual de Supervivencia. Tijuana: ILCSA
Ediciones.