glucosis ppt

1. Lehninger Principles of
Biochemistry
Fourth Edition
Chapter 14:
Glycolysis, Gluconeogenesis, and the
Pentose Phosphate Pathway
Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company
David L. Nelson and Michael M. Cox

2. GLUCOSA
Oxidación completa → CO2 + H2O = -2,840 kJ/mol
Almacenamiento como polímero: almidón, glucógeno
Si se requiere Σ: degradación de polímero y producción de ATP
Precursor
E. coli: todos los a.a., nucleótidos, coenzimas, ac. grasos, etc
Plantas y animales: Almacenamiento
Oxidación a 3C x glicólisis
Oxidación x vía pentosas: ribosa 5P + NADPH

3. GLICOLISISGLICOLISIS
Junto con Otto
Warburg elucidaron la
vía en levaduras
Elucidaron la vía en músculo en 1930s

4. Resumen de clase
• Vista General de la Glicolisis
• Reacciones Acopladas en Glicolisis
• Primera Fase de Glicolisis
• Segunda Fase de Glicolisis
• Destino Metabólico de NADH y Piruvato
• Vías Anaeróbicas para Piruvato

5. Vista General de Glicolisis
La Vía de Embden-Meyerhof (Warburg)
• Esencialmente toda célula lleva a cabo glicolisis
• 10 reacciones – las mismas en todas las células –
pero las velocidades son diferentes
• 2 fases:
– Primera fase convierte glucosa a dos G-3-P
– Segunda fase produce dos piruvatos
• Productos son piruvato, ATP y NADH
• Tres posibles destinos para piruvato

6. Acetil CoA→ciclo Krebs Lactato Etanol (fermentación)

7. Vista General de Glicolisis
Fase Preparativa:
1. Glucosa es Pi x ATP en C6
2. G6P → F6P
3. F6P es Pi x ATP → F1,6P2
4. F1,6P2 es cortado en: DHAP + G3P
5. DHAP → a G3P
FIN DE PRIMERA FASE (se invierte energía)
Segunda Fase (pago) :
6. Oxidación y Pi de G3P →1,3bisfosfoglicerato
7-10 1,3bisfosfoglicerato → → →Piruvato
Formación de ATP a partir de ADP
FIN DE GLICOLISIS:
ATP: -1-1+ (1+1)X2 = 2 ATPs
2 NADH

8. Intermediarios Fosforilados
Por qué?
Funciones posibles:
1. Membrana carece de transportadores para azúcares Pi-ladas
→ no pueden dejar la célula → no se gasta energía en
mantenerlos adentro a pesar de ∆ de concentración
9 intermediarios en la vía hasta piruvato fosforilados
2. Grupos fosforilo: componentes esenciales para conservación
de ε; se forman compuestos fosforilados de alta ε
3. Unión de Pi a sitio activo de enzimas disminuye e de activación y
↑ especificidad de rxn.

10. Importancia de la presencia de Pi para estimular glicólisis
Glucosa + extracto levadura:
Hexosa bisPi: “éster de Harden y Young” = F1,6P2

11. Primera Fase de Glicolisis
La primera reacción - fosforilación de
glucosa
• Hexokinasa o glucokinasa
• Es una reacción de preparación/cebado – se
consume ATP para luego obtener más
• ATP hace que la fosforilación de glucosa
ocurra de manera espontanea
• Reacción IRREVERSIBLE

13. Hexokinasa
1er paso en Glicólisis; ∆G alto y negativo
• Hexokinasa (y glucokinasa) actúan para fosforilar glucosa y
mantenerla dentro de la célula (también manosa y fructuosa)
• Km para glucosa is 0.1 mM; célula tiene 4 mM glucosa
• de esta forma hexokinasa está normalmente activa!
• Glucokinasa (Km
glucose
= 10 mM) sólo se enciende cuando la célula
tiene condiciones abundancia de glucosa, también se llama
Hexokinasa IV
• Hexokinasa está regulada - alostéricamente inhibida x G-6-P
(producto) (Glucokinasa No)– pero éste NO es el sitio más
importante para la regulación de la glicólisis

15. Reacción 2:
Fosfoglucoisomerasa
Glucosa-6-P a Fructosa-6-P
• Por qué ocurre esta reacción??
– Siguiente paso (fosforilación en C-1) es difícil
para un hemiacetal como existe en la Glucosa,
pero es más fácil para un OH primario (como
ocurre en la fructuosa)
– isomerización activa a C-3 para corte en
reacción de la aldolasa (2 rxns + abajo):
aldolasa requiere carbonilo en C2

17. 3ra Rx:. Fosfofructoquinasa (PFK)

18. Rx 3: Fosfofructokinasa
PFK es el paso de control en la glicolisis!
• La segunda reacción de “cebado” de la glicolisis
• PFK está altamente regulada
• ATP inhibe PFK, AMP revierte inhibición
• Citrato es también un inhibidor alosterico
• Fructosa-2,6-bisfosfato es alostérico
• PFK incrementa su actividad cuando estado energético es
bajo en la célula
• PFK disminuye su actividad cuando estado energético es
alto

22. Rx 4: Aldolasa
C6 se parte en dos C3s (DHAP, Gly-3-P)

23. Rx 5: Triosa Fosfato Isomerasa
DHAP convertida a Gly-3-P
• Un mecanismo eno-diol
parecido a Rx 2
• Ahora: C1, C2 y C3 de
glucosa son
indistinguibles de C4, C5
y C6

24. Glicolisis - Segunda Fase
Energía metabólica produce 4 ATP
• Producción Neta de ATP por glicolisis es
dos ATP
• Segunda fase implica dos intermediarios
fosfato de alta energía• .
– 1,3 BPG
– Fosfoenolpiruvato

26. Rx 6: Gly-3-Dehidrogenasa

27. Rx 7: Fosfoglicerato Kinasa
Sintesis de ATP a partir de fosfato de alta energía

29. Rx 8: Fosfoglicerato Mutasa
Grupo Fosforilo de C-3 a C-2
• Racional para esta enzima - reponer el
fosfato para hacer PEP

30. Rx 9: Enolasa
2-P-Gly a PEP
∀∆G total es 1.8 kJ/mol
• Cómo esta reacción puede generar PEP?
• " Contenido Energético " de 2-PG y PEP
son similares
• Enolasa sólo reacomoda a la molécula hacia
una forma que puede proporcionar más
energía por su hidrólisis

31. Rx 10: Piruvato Kinasa
PEP a Piruvato produce ATP
• Los 2 ATP (a partir de 1 glucosa) pueden
ser considerados el "pago" de la glicolisis
• ∆G negativo alto - regulación!
• Alostéricamente activado por AMP, F-
1,6-bisP
• Alostéricamente inhibido por ATP y
acetil-CoA

33. El Destino de NADH y Piruvato
Aeróbico o anaeróbico??
• NADH es energía - 2 posibilidades:
– Si hay O2 disponible, NADH es re-oxidado en
vía de transporte electrónico, generando ATP
en la fosforilación oxidativa
– En condiciones anaeróbicas, NADH es re-
oxididado por lactato deshidrogenasa (LDH),
proporcionando un NAD+
adicional para más
glicólisis

34. • Piruvato también es energía : - 2
posibilidades:
– aeróbico: ciclo del ácido cítrico (Krebs)
– anaeróbico: LDH produce lactato
El Destino de NADH y Piruvato
Aeróbico o anaeróbico??

35. Energética de la Glicólisis
• Ver Tabla en siguiente slide
• Valores de ∆G en estado standard están
distribuídos entre + y -
• ∆G en células :
– Muchos valores cerca a cero
– 3 de 10 Rxns tienen ∆G grandes y
negativos
• Rxns con ∆G grande y negativo: sitios
de regulación!

39. Glu→G6P HK mamífero 100 kDa 1 -16.70 850 -33.9
levadura 55 kDa 2
GK hígado 50 kDa 1
Glu6P→F6P PGIsom humano 65 kDa 2 +1.67 0.51
-2.92
F6P →F1,6P2 PFK músc. conejo 78 kDa 4 -14.20 310.0 -18.8
F1,6P2 →DHAP+G3P FbPAld músc. conejo 40 kDa 4 +23.90 6.43x10-5
-0.23
DHAP →G3P TPIsom músc. pollo 27 kDa 2 +7.56 0.0472
+2.41
G3P+ Pi+NAD →1,3BPG G3PDH músc. conejo 37 kDa 4 +6.30 0.0786
-1.29
1,3BPG →3PG + ATP PGkinasa mús. conejo 64 kDa 1 -18.90 2,060 +0.1
3PG →2PG PGMut mús. conejo 27 kDa 2 + 4.40 0.169
+0.83
2PG →PEP Enolasa mús. conejo 41 kDa 2 +1.80 0.483 +1.10
PEP →Pyr+ATP PK músc. conejo 57 kDa 4 -31.70 3.63x105
-23.0
Pyr+NADH →Lact LDH músc. conejo 55 kDa 4 -25.20 2.63x104
-14.8
Reacción Enzima Origen PM Subun. ∆Go’ Keq ∆G
kJ/mol a 25 ºC kJ/mol
∆G calculado para 37 ºC (310 ºK) y concentraciones intracelulares de metabolitos = a las del eritrocito
-15.03 vs. -36.82
-29.23 vs. -55.62
Primera Fase -5.33 vs. -55.85
+2.23 vs. -53.44
+8.53 vs. -54.73
-10.37 vs. -54.63
-5.97 vs. -53.80
Segunda Fase -4.17 vs. -52.70
-35.87 vs. -75.70
-61.07 vs. 90.50

41. Otros Sustratos para la Glicolisis
Fructosa, manosa y galactosa
• Fructosa y manosa pueden ir hacia la
glicólisis por vías convencionales
• Galactosa es más interesante – la vía Leloir
"convierte" galactosa a glucose

46. POLISACARIDOS EN LA DIETA
•Dextrina + nH2O → n D-Glucosa Dextrinasa
•Maltosa + H2O → 2 D-Glucosa Maltasa
•Lactosa + H2O → D-galactosa + D-glucosa Lactasa
•Sucrosa + H2O → D-fructuosa + D-glucosa Sucrasa
•Trehalosa + H2O → 2 D-glucosa Trehalasa

50. Para Revisar :
• Metabolismo energético en células
cancerosas
• Box 14-1 Lehninger- atletas, cocodrilos y
celacantos: qué tienen en común y qué es la
deuda de oxígeno
• Fermentación alcóholica en levaduras