Lehninger Principles of Biochemistry Fourth Edition Chapter 14: Glycolysis, Gluconeogenesis, and the Pentose Phosphate Pat...
GLUCOSA Oxidación completa    CO2 + H2O = -2,840 kJ/mol Almacenamiento como polímero: almidón, glucógeno Si se requiere  ...
GLICOLISIS Junto con Otto Warburg elucidaron la vía en levaduras Elucidaron la vía en músculo en 1930s
Resumen de clase <ul><li>Vista General de la Glicolisis  </li></ul><ul><li>Reacciones Acopladas en Glicolisis  </li></ul><...
Vista General de Glicolisis <ul><li>La Vía de Embden-Meyerhof (Warburg) </li></ul><ul><li>Esencialmente toda célula lleva ...
Acetil CoA  ciclo Krebs Lactato Etanol (fermentación)
Vista General de Glicolisis <ul><li>Fase Preparativa:  </li></ul><ul><li>Glucosa es Pi x ATP en C6 </li></ul><ul><li>G6P  ...
Intermediarios Fosforilados Por qué? <ul><li>Funciones posibles: </li></ul><ul><li>Membrana carece de transportadores para...
 
Importancia de la presencia de Pi para estimular glicólisis Glucosa + extracto levadura: Hexosa bisPi: “éster de Harden y ...
Primera Fase de Glicolisis <ul><li>La primera reacción - fosforilación de glucosa   </li></ul><ul><li>Hexokinasa o glucoki...
 
Hexokinasa   1er paso en Glicólisis;   G alto y negativo   <ul><li>Hexokinasa (y glucokinasa) actúan para fosforilar gluc...
 
Reacción 2:  Fosfoglucoisomerasa <ul><li>Glucosa-6-P a Fructosa-6-P  </li></ul><ul><li>Por qué ocurre esta reacción??   </...
 
3ra Rx:. Fosfofructoquinasa (PFK)
Rx 3:  Fosfofructokinasa <ul><li>PFK es el paso de control en la glicolisis!   </li></ul><ul><li>La segunda reacción de “c...
 
 
 
Rx 4: Aldolasa C6 se parte en dos C3s (DHAP, Gly-3-P)
Rx 5:  Triosa Fosfato Isomerasa <ul><li>DHAP convertida a Gly-3-P   </li></ul><ul><li>Un mecanismo  eno-diol  parecido a R...
Glicolisis - Segunda Fase <ul><li>Energía metabólica produce 4 ATP  </li></ul><ul><li>Producción Neta de ATP por glicolisi...
 
Rx 6: Gly-3-Dehidrogenasa
Rx 7: Fosfoglicerato Kinasa Sintesis de ATP a partir de fosfato de alta energía
 
Rx 8: Fosfoglicerato Mutasa <ul><li>Grupo Fosforilo de C-3 a C-2   </li></ul><ul><li>Racional para esta enzima - reponer e...
Rx 9: Enolasa <ul><li>2-P-Gly a PEP   </li></ul><ul><li> G total es 1.8 kJ/mol  </li></ul><ul><li>Cómo esta reacción pued...
Rx 10: Piruvato Kinasa <ul><li>PEP a Piruvato produce ATP   </li></ul><ul><li>Los 2 ATP (a partir de 1 glucosa) pueden ser...
 
El Destino de NADH y Piruvato Aeróbico o anaeróbico??   <ul><li>NADH es energía - 2 posibilidades:  </li></ul><ul><ul><li>...
<ul><li>Piruvato también es energía : - 2 posibilidades:  </li></ul><ul><ul><li>aeróbico: ciclo del ácido cítrico (Krebs) ...
Energética de la Glicólisis <ul><li>Ver Tabla en siguiente slide </li></ul><ul><li>Valores de   G en estado standard está...
 
 
 
Glu  G6P   HK  mamífero  100 kDa  1  -16.70   850   -33.9   levadura   55 kDa  2    GK  hígado   50 kDa  1 Glu6P  F6P   ...
 
Otros Sustratos para la Glicolisis <ul><li>Fructosa, manosa y galactosa   </li></ul><ul><li>Fructosa y manosa pueden ir ha...
 
 
 
 
POLISACARIDOS EN LA DIETA <ul><li>Dextrina + nH 2 O    n D-Glucosa Dextrinasa </li></ul><ul><li>Maltosa + H 2 O    2 D-G...
 
 
 
Para Revisar : <ul><li>Metabolismo energético en células cancerosas  </li></ul><ul><li>Box 14-1 Lehninger- atletas, cocodr...
 
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Glicolisis

  1. 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. 2. GLUCOSA Oxidación completa  CO2 + H2O = -2,840 kJ/mol Almacenamiento como polímero: almidón, glucógeno Si se requiere  : 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. 3. GLICOLISIS Junto con Otto Warburg elucidaron la vía en levaduras Elucidaron la vía en músculo en 1930s
  4. 4. Resumen de clase <ul><li>Vista General de la Glicolisis </li></ul><ul><li>Reacciones Acopladas en Glicolisis </li></ul><ul><li>Primera Fase de Glicolisis </li></ul><ul><li>Segunda Fase de Glicolisis </li></ul><ul><li>Destino Metabólico de NADH y Piruvato </li></ul><ul><li>Vías Anaeróbicas para Piruvato </li></ul>
  5. 5. Vista General de Glicolisis <ul><li>La Vía de Embden-Meyerhof (Warburg) </li></ul><ul><li>Esencialmente toda célula lleva a cabo glicolisis </li></ul><ul><li>10 reacciones – las mismas en todas las células – pero las velocidades son diferentes </li></ul><ul><li>2 fases: </li></ul><ul><ul><li>Primera fase convierte glucosa a dos G-3-P </li></ul></ul><ul><ul><li>Segunda fase produce dos piruvatos </li></ul></ul><ul><li>Productos son piruvato, ATP y NADH </li></ul><ul><li>Tres posibles destinos para piruvato </li></ul>
  6. 6. Acetil CoA  ciclo Krebs Lactato Etanol (fermentación)
  7. 7. Vista General de Glicolisis <ul><li>Fase Preparativa: </li></ul><ul><li>Glucosa es Pi x ATP en C6 </li></ul><ul><li>G6P  F6P </li></ul><ul><li>F6P es Pi x ATP  F1,6P 2 </li></ul><ul><li>F1,6P2 es cortado en: DHAP + G3P </li></ul><ul><li>DHAP  a G3P </li></ul><ul><li>FIN DE PRIMERA FASE (se invierte energía) </li></ul><ul><li>Segunda Fase (pago) : </li></ul><ul><li>Oxidación y Pi de G3P  1,3bisfosfoglicerato </li></ul><ul><li>7-10 1,3bisfosfoglicerato    Piruvato </li></ul><ul><li>Formación de ATP a partir de ADP </li></ul><ul><li>FIN DE GLICOLISIS: </li></ul><ul><li>ATP: -1-1+ (1+1)X2 = 2 ATPs </li></ul><ul><li>2 NADH </li></ul>
  8. 8. Intermediarios Fosforilados Por qué? <ul><li>Funciones posibles: </li></ul><ul><li>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 </li></ul>9 intermediarios en la vía hasta piruvato fosforilados <ul><li>Grupos fosforilo: componentes esenciales para conservación de  ; se forman compuestos fosforilados de alta  </li></ul>3. Unión de Pi a sitio activo de enzimas disminuye e de activación y  especificidad de rxn.
  9. 10. Importancia de la presencia de Pi para estimular glicólisis Glucosa + extracto levadura: Hexosa bisPi: “éster de Harden y Young” = F1,6P2
  10. 11. Primera Fase de Glicolisis <ul><li>La primera reacción - fosforilación de glucosa </li></ul><ul><li>Hexokinasa o glucokinasa </li></ul><ul><li>Es una reacción de preparación/cebado – se consume ATP para luego obtener más </li></ul><ul><li>ATP hace que la fosforilación de glucosa ocurra de manera espontanea </li></ul><ul><li>Reacción IRREVERSIBLE </li></ul>
  11. 13. Hexokinasa 1er paso en Glicólisis;  G alto y negativo <ul><li>Hexokinasa (y glucokinasa) actúan para fosforilar glucosa y mantenerla dentro de la célula (también manosa y fructuosa) </li></ul><ul><li>K m para glucosa is 0.1 mM ; célula tiene 4 mM glucosa </li></ul><ul><li>de esta forma hexokinasa está normalmente activa! </li></ul><ul><li>Glucokinasa (K m glucose = 10 mM) sólo se enciende cuando la célula tiene condiciones abundancia de glucosa, también se llama Hexokinasa IV </li></ul><ul><li>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 </li></ul>
  12. 15. Reacción 2: Fosfoglucoisomerasa <ul><li>Glucosa-6-P a Fructosa-6-P </li></ul><ul><li>Por qué ocurre esta reacción?? </li></ul><ul><ul><li>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) </li></ul></ul><ul><ul><li>isomerización activa a C-3 para corte en reacción de la aldolasa (2 rxns + abajo): aldolasa requiere carbonilo en C2 </li></ul></ul>
  13. 17. 3ra Rx:. Fosfofructoquinasa (PFK)
  14. 18. Rx 3: Fosfofructokinasa <ul><li>PFK es el paso de control en la glicolisis! </li></ul><ul><li>La segunda reacción de “cebado” de la glicolisis </li></ul><ul><li>PFK está altamente regulada </li></ul><ul><li>ATP inhibe PFK, AMP revierte inhibición </li></ul><ul><li>Citrato es también un inhibidor alosterico </li></ul><ul><li>Fructosa-2,6-bisfosfato es alostérico </li></ul><ul><li>PFK incrementa su actividad cuando estado energético es bajo en la célula </li></ul><ul><li>PFK disminuye su actividad cuando estado energético es alto </li></ul>
  15. 22. Rx 4: Aldolasa C6 se parte en dos C3s (DHAP, Gly-3-P)
  16. 23. Rx 5: Triosa Fosfato Isomerasa <ul><li>DHAP convertida a Gly-3-P </li></ul><ul><li>Un mecanismo eno-diol parecido a Rx 2 </li></ul><ul><li>Ahora: C1, C2 y C3 de glucosa son indistinguibles de C4, C5 y C6 </li></ul>
  17. 24. Glicolisis - Segunda Fase <ul><li>Energía metabólica produce 4 ATP </li></ul><ul><li>Producción Neta de ATP por glicolisis es dos ATP </li></ul><ul><li>Segunda fase implica dos intermediarios fosfato de alta energía </li></ul><ul><li>. </li></ul><ul><ul><li>1,3 BPG </li></ul></ul><ul><ul><li>Fosfoenolpiruvato </li></ul></ul>
  18. 26. Rx 6: Gly-3-Dehidrogenasa
  19. 27. Rx 7: Fosfoglicerato Kinasa Sintesis de ATP a partir de fosfato de alta energía
  20. 29. Rx 8: Fosfoglicerato Mutasa <ul><li>Grupo Fosforilo de C-3 a C-2 </li></ul><ul><li>Racional para esta enzima - reponer el fosfato para hacer PEP </li></ul>
  21. 30. Rx 9: Enolasa <ul><li>2-P-Gly a PEP </li></ul><ul><li> G total es 1.8 kJ/mol </li></ul><ul><li>Cómo esta reacción puede generar PEP? </li></ul><ul><li>&quot; Contenido Energético &quot; de 2-PG y PEP son similares </li></ul><ul><li>Enolasa sólo reacomoda a la molécula hacia una forma que puede proporcionar más energía por su hidrólisis </li></ul>
  22. 31. Rx 10: Piruvato Kinasa <ul><li>PEP a Piruvato produce ATP </li></ul><ul><li>Los 2 ATP (a partir de 1 glucosa) pueden ser considerados el &quot;pago&quot; de la glicolisis </li></ul><ul><li> G negativo alto - regulación! </li></ul><ul><li>Alostéricamente activado por AMP, F-1,6-bisP </li></ul><ul><li>Alostéricamente inhibido por ATP y acetil-CoA </li></ul>
  23. 33. El Destino de NADH y Piruvato Aeróbico o anaeróbico?? <ul><li>NADH es energía - 2 posibilidades: </li></ul><ul><ul><li>Si hay O 2 disponible, NADH es re-oxidado en vía de transporte electrónico, generando ATP en la fosforilación oxidativa </li></ul></ul><ul><ul><li>En condiciones anaeróbicas, NADH es re-oxididado por lactato deshidrogenasa (LDH), proporcionando un NAD + adicional para más glicólisis </li></ul></ul>
  24. 34. <ul><li>Piruvato también es energía : - 2 posibilidades: </li></ul><ul><ul><li>aeróbico: ciclo del ácido cítrico (Krebs) </li></ul></ul><ul><ul><li>anaeróbico: LDH produce lactato </li></ul></ul>El Destino de NADH y Piruvato Aeróbico o anaeróbico??
  25. 35. Energética de la Glicólisis <ul><li>Ver Tabla en siguiente slide </li></ul><ul><li>Valores de  G en estado standard están distribuídos entre + y - </li></ul><ul><li> G en células : </li></ul><ul><ul><li>Muchos valores cerca a cero </li></ul></ul><ul><ul><li>3 de 10 Rxns tienen  G grandes y negativos </li></ul></ul><ul><li>Rxns con  G grande y negativo: sitios de regulación! </li></ul>
  26. 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 3.63x10 5 -23.0 Pyr+NADH  Lact LDH músc. conejo 55 kDa 4 -25.20 2.63x10 4 -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
  27. 41. Otros Sustratos para la Glicolisis <ul><li>Fructosa, manosa y galactosa </li></ul><ul><li>Fructosa y manosa pueden ir hacia la glicólisis por vías convencionales </li></ul><ul><li>Galactosa es más interesante – la vía Leloir &quot;convierte&quot; galactosa a glucose </li></ul>
  28. 46. POLISACARIDOS EN LA DIETA <ul><li>Dextrina + nH 2 O  n D-Glucosa Dextrinasa </li></ul><ul><li>Maltosa + H 2 O  2 D-Glucosa Maltasa </li></ul><ul><li>Lactosa + H 2 O  D-galactosa + D-glucosa Lactasa </li></ul><ul><li>Sucrosa + H 2 O  D-fructuosa + D-glucosa Sucrasa </li></ul><ul><li>Trehalosa + H 2 O  2 D-glucosa Trehalasa </li></ul>
  29. 50. Para Revisar : <ul><li>Metabolismo energético en células cancerosas </li></ul><ul><li>Box 14-1 Lehninger- atletas, cocodrilos y celacantos: qué tienen en común y qué es la deuda de oxígeno </li></ul><ul><li>Fermentación alcóholica en levaduras </li></ul>

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