Metabolismo intermediario (bloque II de Bioquímica Universitaria)

x
.m
o m
e .c
u t
.g
Resumen segundo bloque
w
w
w
Autor: Maestro en Ciencias
n
Bioquímicas Genaro Matus Ortega
e
os
n
í ta
v is
Autor: Maestro en Ciencias Bioquímicas Genaro Matus Ortega. Asesor del grupo GUTE: www.gute.com.mx

x
El Metabolismo .m
o m
• Metabolismo meta (global o mitad)
y bolia (cambio o transformación),
e .c
es el conjunto global de reacciones
químicas que ocurren en un ser vivo
u t
☞ Comprende todas las reacciones .g
químicas que ocurren a nivel celular
w
y organísmico, y que involucradas
con el almacenamiento y la w
generación de la energía.
w
•
en
Engloba todas aquellas reacciones
implicadas en la utilización de esa
s
energía para la biosíntesis.
o Tres familias de moléculas
n energéticas: a) Fosforiladas y b)

í ta Transportadores de e- y c)
metabolitos encrucijada.

v is

x
El Metabolismo .m
•
o m
Algunos autores (Lehninnger) definen las reacciones del metabolismo intermediario

.c
como aquellas que: “no implican un molde de ácido nucleico, pues la información
necesaria para especificar cada reacciónestá incluida en la estructura de la enzima”
e
que cataliza cada reacción.

u t
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is

x
Cata = oxidación; Ana = reducción .m
o m
.c
u te
.g
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en
os
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x
Niveles de complejidad en el metabolismo .m
o m
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.g
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en
os
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x
El Metabolismo .m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
en
os
n
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v is

x
Un resumen de diferencias .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
en
os
n
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v is

x
Funciones de los carbohidratos .m
o m
•
.c
Los azúcares pueden desempeñar varias funciones:

• Como almacenes de energía,
u te
.g
• Como intermediarios metabólicos.
• Como parte de la estructura de los ácidos nucleicos.
•
w
Como sillar o elemento estructural de las paredes celulares de bacterias,

w
de plantas y del exoesqueleto de los insectos.
Como moléculas de reconocimiento intercelular
•
• w
Como envolturas aniónicas altamente polares (glucocalix de las bacterias y
n
la membrana plasmática de los hematíes).

e
os
n
í ta
v is

x
Funciones de los carbohidratos .m
o m
•
.c
La degradación de los monosacáridos proporciona la mayor parte de la energía

te
metabólica en todos los seres vivos.

u
Los oligosacáridos están constituidos por unas pocas unidades de monosacáridos unidos

.g
•
covalentemente. Están asociados con proteínas (glicoproteínas) ó lípidos (glicolípidos),

w
con los que ejercen funciones estructurales y reguladoras.

• w
Los polisacáridos están formados por muchas unidades de monosacáridos unidos

w
covalentemente, cuyas masas moleculares oscilan en varios millones de daltones.
•
n
Desempeñan funciones estructurales indispensables en todos los organismos (más notables
en las plantas y los insectos), además de ser reservas energéticas importantes (almidón y
glucógeno). e
os
n
í ta
v is

x
Definición química de los sacáridos .m
o m
•
.c
Químicamente los azúcares son polialcoholes en los que uno de los grupos

•
u te
alcohólicos se ha oxidado a un grupo funcional carbonilo.
Si dicho grupo funcional es un aldehído, los monosacáridos se llaman aldosas.
•
.g
Si el grupo funcional carbonilo es una cetona, los glúcidos se llaman cetosas.
•
w
Ambos isómeros tienen la fórmula general (CH2O)n.

w
w
en
os
n
í ta
Ubica y define centros quirales, asimétricos o enantioméricos con base en Fisher.

v is

x
Furanos y piranos .m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is

x
Disacáridos .m
o m
•
pueden reaccionar originando disacáridos anoméricos:
e .c
Una vez formados los monosacáridos cíclicos (que tienen la formula general C6H12O6), estos

u t
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
Los enlaces más abundantes en el planeta son los (1-4).

is
Extremos reductores: carbonos anoméricos (provenientes del grupo COH) que pueden dar H.

v

x
.m
o m
e .c
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.g
w
w
w
en
os
n
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v is

x
Glicación de proteínas .m
o m
e .c
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.g
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w
w
en
os
n
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v is

x
Proteínas glicosiladas en sangre .m
o m
.c
• Un aumento de los niveles de La Hb-glicada refleja la glucemia en
glucosa mantenido en el tiempo tiempos largos (6 a 8 semanas previas a
de proteínas circulantes.
u te
produce la glicación no enzimática la toma de la muestra).

.g
•La Hb-glicada permite diferenciar un
• En esto está basado la proceso agudo que cursa con hiperglucemia,
una hiperglucemia transitoria secundaria al
w
determinación de Hb glicosilada
como medida de control del estrés y una diabetes mellitus.

w
tratamiento en el diabético,
•Hb vida promedio = 120 días. Síntesis de
w
fenómeno que también afecta a las
apoproteínas de las lipoproteínas. 900 trillones de Hb por segundo.

en
os
n
í ta
v is

x
Fructosaminas (glicosilación no enzimática).m
o m
•
.c
Fructosaminas: nombre genérico dado a todas las

te
proteínas glicosiladas .
• Se forman por enlace covalente de la glucosa con
u
residuos K de proteínas de la sangre (principalmente

.g
albúmina por ser más abundante) dando lugar a
bases de Schiff que en una segunda etapa son

w
transformadas irreversiblemente en cetoaminas
(fructosaminas).
w
•
memoria glicémica.w
Las fructosaminas permanecen en sangre como

• en
Representan un índice promedio de las fluctuaciones

os
de la concentración de glucosa 2 a 3 semanas
previas a la realización del análisis, que coincidirá
con la vida media de las proteínas en circulación
n
hasta ser metabolizadas.

í ta
v is

x
Glicosilación proteica no enzimática .m
o m
.c
Proteína Proteína Proteína Proteína
• Glicación: condensación de un COH CO
N N N-H
de un azúcar reductor y un NH2 terminal

te
H H
H-C H-C-H
H O
o  de lisina, que da una base de Schiff
N
C H-C-OH H-C- O
O
N O

u
y deriva en una cetoamina estable H-C-OH
HO-C-H
HO-C-H HO-C-H
H-C-OH
O

.g
H-C-OH
(producto de Amadori o fructosamina). H-C-OH H-C-OH H-C-OH
H-C-OH CH2-OH Proteína
CH2-OH

•
w
Las fructosaminas pueden condensarse
entre si para formar AGE (Advanced
CH2-OH
Glucosa Base de Schiff
Producto de Amadori
(Cetoamina)
Productos de glicación
avanzada(AGE)

Glycation End products).w
•
w
La glicación depende solo de los niveles de

• en
glucosa en líquidos corporales y del tiempo de
contacto.
Los productos de Amadori sirven para

os
medir glucosa sanguínea en periodos
cortos (2 semanas).
n
í ta
v is

x
Glucógeno hepático .m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
Sin embargo, la concentración de glucosa sanguínea permanece constante.

v is

x
Regulación de la glucemia .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is

x
La importancia de la glucosa .m
o m
.c
1. Es la forma principal en la que los glúcidos que provienen del tracto intestinal son
presentados al resto de las células corporales.

cerebro.
u te
2. La glucosa es el único combustible utilizado en proporciones apreciables por el

.g
3. El cerebro humano utiliza diariamente 120 gramos de glucosa diarios para
satisfacer sus necesidades de ATP.
w
4. A partir de 12 hrs. de ayuno comienza el consumo de cuerpos cetónicos como
w
fuente de energía para el cerebro. A las 16 hrs el consumo es evidente.

w
5. El metabolismo defectuoso de la glucosa es causal de dos enfermedades muy

en
importantes: la obesidad y la diabetes, las cuales contribuyen al desarrollo de
problemas médicos como la arterosclerosis, la hipertensión, algunas
enfermedades de los vasos capilares, enfermedades del riñón y la ceguera.

os
6. La Km de la hexocinasa por la glucosa es baja (0.1-0.5 mM) por la glucosa en
comparación con otros azúcares (manosa 1 mM, galactosa 5 mM, fructosa 10 mM)
n
í ta
v is

x
El consumo de glucosa .m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
en
os
n
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x
Analiza el consumo de glucosa .m
o m
.c
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.g
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en
os
n
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x
Visión global
de la digestión
.m
o m
e .c
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.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is

Para este bloque ANOTA los rojos x
.m
Región
Cavidad bucal
Secreción
Saliva

o m Composición
-amilasa salival,
toxinas antibacteriales,
Cantidad (l)
1-2
pH
6.5-6.9

.c
enzimas proteolíticas,
bicarbonato.

te
Primer tratamiento catabólico (destrucción mecánica) de los alimentos para la formación del bolo.
Esófago No hay secreciones pero si movimientos peristálticos locales mediados por presoreceptores que

u
permiten la translocación y tratamiento mecánico del bolo.

.g
Cardis Parte inferior del esófago o “boca” del estómago que se abre por mov. peristalt.
Estómago Jugo gástrico Pepsinógeno, HCl 1-3 1.5
El pH bajo del estómago permite al mismo tiempo de degradación química de los alimentos la

w
“activación” de los zimógenos (proteínas precursoras) como la pepsina que ayudan en la degradación
proteica. (los refrescos poseen un pH~ 2)
Páncreas
w
Jugo pancreático Tripsinógeno, quimiotripsinógeno, 1 7.8

w
carboxi y aminopeptidasas,
lipasa, amilasa, maltasa, nucleasa y
maltasa
bicarbonato
Vesícula Biliar

en Bilis
(amarillo huevo-
verde bandera)
Grasas, ácidos grasos, sales, pigmentos
biliares y Colesterol.
0.1 7-8

Estómago medio
o intestino
delgado
os Sucus entéricus Enterocinasas, carboxi y
aminopeptidasas, elastasa,
-amilasa pancreática,
pancreá
0.1 7-8

n maltasa, lactasa, sacarasa, lipasa,

ta
nucleasa.
El estómago medio de los vertebrados está formado por tres regiones claramente reconocibles:
a)Duodeno
í
a)Duodeno(*): donde hay secreción de moco y ocurre el 70% de la absorción de los nutrientes.

is
b)Yeyuno: donde ocurre secreción de fluidos y absorción de los alimentos.
c)Íleo: únicamente absorción de nutrientes previamente digeridos.

v

x
Resumen: .m
Glucógeno
o m
Homoglucano de reserva en mamíferos. Está estructurado por

e .c
enlaces  1-4 (maltósa) y cada 8-12 azúcares enlaces  1-6
(isomaltosa). Su metabolismo se regula hormonalmente.

u t
.g
Glucogénesis Glucogenólisis
Fosfoglucomutasa
(Glu-6-P →Glu-1-P) w
Glucógeno pirofosforilasa w
w
(UTP + Glu-1-P → UDP-Glu-1-P + PPi
Enlace  (1-4)

n+1 + UDP) en
Glucógeno sintasa
(UDP-Glu-1-P + glucógeno → Glucógeno
Glucógeno fosforilasa
Glucógeno + Pi →
Glucógeno n-1 + Glu-1-P
Enlace  (1-6)
os
Enzima ramificante
Amilo  (1-4 →1-6) transferasa
Enzima desramificante

n Amilo  (1-6) glucosidasa

ta
Fosfoglucomutasa

í (Glu-1-P→Glu-6-P)

v is Glu-6-P → Glucólisis


x
La Glucogénesis .m
o m
• La síntesis del glucógeno implica tres reacciones:

e .c
u t
1) La formación de la glucosa-1-fosfato a partir del metabolito intermediario
glucosa-6-fosfato. Esta acción es catalizada por la fosfoglucomutasa.

.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is

x
2) la activación de la glucosa-1-P .m
o m
e .c
u t
.g
w
w
El sentido de la reacción está desviado por la degradación del pirofosfato:
w
en
os
n
í ta
v is

x
.m
La glucosa activada debe unirse al glucógeno
o m
.c
3) La síntesis del glucógeno a partir de la

te
UDP-glucosa.
Este paso requiere dos enzimas:
u
• .g
La glucógeno sintasa que cataliza la
w
transferencia del grupo glucosilo de la

w
UDP-glucosa a los extremos no
reductores del glucógeno.
w
•
(enzima
en
La amilo--(1-4 →1-6) transferasa
ramificante, glucosil--1
transferasa) que crea los enlaces  (1-

os
6) para las ramificaciones del
glucógeno e incrementa la solubilidad
n
y densidad del glucógeno.

í ta
v is

x
La Glucogenólisis .m
• La degradación del glucógeno requiere dos reacciones:
o m
no reductores del glucógeno.
e .c
1. Rompimiento de enlaces  (1-4). La eliminación de la glucosa de los extremos

u t
Utilizando fosfato inorgánico (Pi) la glucógeno fosforilasa rompe los enlaces  (1-4) de las ramificaciones

.g
externas del glucógeno para formar glucosa-1-fosfato.
Esta enzima se detiene cuando llega a cuatro residuos de glucosa cercanos a un punto de ramificación.

w
w
w
en
os
n
í ta
La fosfoglucomutasa generaría glucosa-6-P y la glucosa-6-fosfatasa (ausente en músculo) glucosa libre.

v is

x
o m
Con la fosforilasa sola, el glucógeno se degrada hasta cierto límite. Los enlaces

.c
glucosídicos  1,6 en los puntos de ramificación se hidrolizan por la  1,6 glucosidasa o
enzima desramificante con la ayuda de una actividad de transferasa.

t e
u
.g Centro
w
w
w
Fosforilasa libera 8 residuos de

en glucosa 1P (amarillos)

os
n
ta
Centro

í
v is

x
o m
2. Ruptura de los enlaces  (1-6).

e .c
La hidrólisis de los enlaces glucosídicos
 (1-6) en los puntos de ramificación
del glucógeno es posible mediante la u t
acción de la enzima amilo- (1-6)-
.g
glucosidasa (enzima desramificante).
w
w
• La enzima desramificante elimina los
puntos de ramificación en dos pasos: w
– en
Transfiere los tres residuos de glucosa más

os
externos de los cuatro unidos al punto de
ramificación a un extremo no reductor cercano.

n
Elimina el único residuo de glucosa unido en cada

ta
–
punto de ramificación generando glucosa libre.

í
v is

x
.m
Regulación de la síntesis y degradación de glucógeno
o m
.c
u te
P Sintasa
.g ADP↑ P Fosforilasa

w
w
Sintasa w Fosforilasa

e n ATP↑

os
n
í ta
☞Ambas enzimas son susceptibles de ser fosforiladas en residuos de serina por la
enzima PKAque se activa por cAMP.

v is

x
Regulación .m
o m
e .c
u t
P Sintasa
Sintasa- P
Dependiente (D)
.g
P Fosforilasa Fosforilasa-P
activa (a)

w
Inactiva (b)

w
Sintasa
Sintasa-
w
Independiente (I)
Fosforilasa
Fosforilasa-

n
Activa (a)

e
inactiva (b)

os
n
í ta
v is ¿importa la nomenclatura a = activa; b = inactiva?


x
Control hormonal .m
o m
Hormona:
Insulina
Sitio de secreción
Células  pancreáticas
Acción:

e .c
Inhibe a la Adenilato ciclasa (menos AMPc).

u t
A través del receptor de tirocina-cinasa
provoca la exposición de receptores GLUT4.

.g
Glucagon Células  pancreáticas
(islotes de Langherhans) w
Hormona peptídica (27 aa) que activa la
Adenilato Ciclasa (más AMPc) en hígado.
Epinefrina médula suprarenal w
A través del receptor  adrenérgico activa la
w
Adenilato ciclasa en hígado y músculo.

Cortisol
en
Corteza suprarrenal Favorece la gluconeogénesis y proteólisis.

Acetilcolina
os
Terminaciones
Inhibe el consumo de glucógeno periférico.
En músculo provoca la liberación de Ca+2

n
sinápticas en músculo provocando la glucogenólisis e impidiendo la

í ta
Tiroxina (T4) Tiroides
gluconeogénesis.
Promueve la proteólisis celular y el consumo

v is de O2.


El glucagon y la adrenalina ()
x
.m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is

x
La acetilcolina .m
o m
e .c
u t
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is

x
Enfermedades del metabolismo del glucógeno.m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is

x
La Glucólisis .m
• Esta ruta es importante porque:
o m
1) Fue la Primera ruta metabólica que se llegó a
e .c
conocer con detalle.
2) Se trata de una Ruta Universal.
u t
3) La Regulación de la Glucólisis se conoce con
detalle, y desempeña un papel metabólico .g
central en la generación de la energía y de
intermediarios metabólicos para otras rutas. w
4) Es uno de los caminos más transitados del w
mapa de carreteras metabólicas.
w
en
5) Aunque las células pueden metabolizar diversas
hexosas, la glucosa es el principal combustible
hidrocarbonado para la mayoría de ellas.

os
n
í ta
v is

x
Relevancia de la glucólisis .m
o m
.c
6) Algunos tejidos animales como el cerebro,
utilizan la glucosa normalmente como única

te
fuente energética.
7) Los eritrocitos carecen de mitocondrias, las
u
pierden durante el proceso de maduración, con

.g
lo cual disponen de mayor espacio para la
hemoglobina y el transporte de oxígeno
w
(normalmente hay 5 mM de glucosa libre en la
sangre).
w
8) La córnea, cristalino y ciertas regiones de la
w
retina carecen de mitocondrias (de tener
mitocondrias no serían tejidos translúcidos) y dependen

en
por completo de la glucólisis.
9) La médula renal, los testículos, los leucocitos y

os
las fibras musculares blancas son casi
totalmente dependientes de la glucólisis como
fuente de ATP (tienen pocas mitocondrias).
n
í ta
v is

x
Resumen: .m
o m
Glucólisis
e .c
Características:
t
Vía anaerobia10 reacciones catabólicas y oxidativas para romper una

u
molécula de glucosa, generar 2 piruvatos. 2 H2O y 2 NADH.
Sustratos:
.g
Glucosa (HK), 2 ATP (HK, PFK1), 2 NAD+(G3PDH), 2Pi (G3PDH).

Productos: w
2 piruvatos (PK), 4 ATP (2PK, 2PGK), 2NADH (G3PDH), 2 H2O (enolasa).
Enzimas Control alosteérico:
w
reguladoras:
w
PFK1: AMP y F26BP vsATP, citrato y H+.
PK: F1,6BP vsATP, Ala yac grasos de cadena larga.

HK: G6P.
en
Inhibición por producto:

Otros
inhibidores:
os
ICOCH3 (yodoacetato) y AsO4 (arseniato) inhiben la G3PDH, pues se
parecen estructuralmente al Pi (PO4).
fFuoruro (F-) inhibe a la Enolasa y se acumula glicerato-2-fosfato
n
í ta
v is

x
.m
o m
La glucólisis .c
t e
u
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is

x
Control alostérico .m
o m
• Activador alostérico de la PFK1
Fructosa-2,6-bisfosfato.
e .c
u t
• Inhibidor alostérico ATP.
.g
w
• Dos estados de la enzima:
w
• EstadoT afín por el sustrato.
afí
w
• EstadoR (menos afín por el sustrato)

en
os
n
í ta
v is

x
Control de la PK .m
o m
• Activadores:
AMP
fructosa-1,6-bisfosfato y

e .c
• La fructosa-1,6-bisfosfato realiza una
ActivaciónAnterógrada, que garantiza completar
u t
.g
la glucólisis.

• Inhibidores:
w
• La Acetil-Coenzima A (acetil-CoA), ATP,
w
Alanina y ácidos grasos de cadena larga.
w Isoenzimas:
En mamíferos hay dos variantes:
• n
La Ac-CoA es el principal producto de la oxidación
e
de los ácidos grasos. Esta inhibición permite a la
La forma L o Hepática, que es activada por
fructosa-1,6-bisfofato y PEP.

s
célula reducir el flujo glucolítico cuando se
dispone de una cantidad abundante de sustratos
o
procedentes de la degradación de grasas.
La forma M o Muscular no activada por la
fructosa-1,6-bisfofato pero inhibida por

n Phe.

í ta
v is

x
Deficiencias Genética de la PK .m
o m
•
concentración excesiva de otros .c
La acumulación de PEP da lugar a una

sangre.
u te
intermediarios de la glucólisis en la

.g
Entre ellos destaca la acumulación del
•
w
2,3-bisfosfoglicerato, que es un
w
inhibidor alostérico de la unión de

w
oxígeno a la hemoglobina.

•
en
Esta acumulación conduce a un
deterioro de la captación de oxígeno

os
en los pulmones y del transporte del
mismo a través del torrente sanguíneo,
n
hasta los tejidos.

í ta
v is

x
Control de la HK y la Glucocinasa .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is

x
Metabolismo de otras hexosas .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
en *

os
Hígado

n * Músculo,

ta
Adipocito,
Riñón

í
v is

x
La gluconeogénesis .m
o m
.c
• La gluconeogénesis se define como
la formación de moléculas de
glucosa “nuevas” a partir de
t e
precursores que no son azúcares.
u
• Se produce principalmente en el
hígado a partir de precursores como .g
el lactacto, el piruvato, y- w
cetoácidos (moléculas cetónicas que
w
derivan de los aminoácidos).
w
• Solo en condiciones (como la

en
acidosis metabólica e inanición) el
riñón puede producir azúcar de
novo.
os ojo
n
í ta
v is

x
Resumen: .m
Gluconeogénesis
o m
Características:
.c
Es una vía anabólica para síntesis de “novo” de glucosa, es predominante

e
en inanición y acidosis metabólica (-cetoácidos) en hígado.

de control enzimático (PFK, PK y HK).
u t
Comprende las mismas reacciones de la glucólisis excepto en los 3 pasos

Sustratos:
.g
2 Piruvato: Formas interconvertibles (Lactato-Cori, eritrocito), Ala
(músculo) y todos los aminoácidos gluconeogénicos (convergen en ciclo
w
de Krebs o en piruvato). Sólo se excluye LK.

w
6 moléculas trifosfatadas: 2 ATP, 2 CO2 (piruvato carboxilasa), 2 GTP (PEP
carboxicinasa), 2ATP (PGK).
w
2 H2O: Fosfatasas F1,6Bpasa y HK.
Productos:
Enzimas
1 Glucosa.

en
☞Fructosa-1,6-bisfosfatasa:ATP, fructosa-2,6-bisfosfato vsAMP.
reguladoras

os
☞Piruvato carboxilasa mitocondrial:ATP, acetilCoA vsADP (Requiere
Biotina).
☞PEP carboxicinasa: Requiere GTP.
n OJO:

í ta
La glucosa-6-fosfatasasolo se encuentra en el hígado y en los riñones.

v is

x
Gluconeogénesis .m
o m
e .c
La PFK-2 ejerce control sobre
ambas vías.
u t
Fosforilada es inactiva. .g
w
No produce F2,6BP
Se impulsa la gluconeogénesis w
w
Sin fosforilar es activa.

en
Produce F2,6BP
s
Se potencia la glucólisis.
o
n
í ta
v is

xpaso
.m
¿Complicada la gluconeogénesis? Na… sólo cambia un

o m
.c
u te
.g
w
w
w
e n
o s
n
í ta
v is

x
.m
o m
e .c
u t
PFK2 .g
w PFK2-P

w
w
en
os
n
í ta
v is

x
Regulación de la PFK-2 por glucagon .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
1) Glucagon genera AMPc,
2) Se activa la PKA que inhibe a la PFK2 (no hay F-2,6-BP).

v is
3) Ante la ausencia de F-2,6-BP Se activa la gluconeogénesis e inhibe la glucólisis.


x
Resumen: .m
o
La vía de las pentosas de fostato (fosfogluconato)
m
Características:
.c
La vía del fosfogluconato también se conoce como la ruta de las

e
pentosas de fosfato. Es una vía de derivación de las hexosas
monofosfato.
u t
Esta ruta es muy activa en tejidos como el hígado, la glándula

.g
mamaria, la corteza suprarenal, los testículos y el tejido
adiposo.
w
Es una vía metabólica alternativa para la oxidación de la
w
glucosa-6-P que no genera ATP.
Sustratos: w
1 Glucosa-6-P, 12 NADP, 7H2O.
Productos:
Enzimas en
6 CO2, 12 NADPH e intermediarios como ribosa-5-fosfato.
G6PDH: GSSG vsNADPH (oxidativa)
reguladoras:
s
(no oxidativa) transcetolasa TTPtransaldolasa (3C).

o
Típicamente el NADPH se utiliza en la síntesis de ácidos grasos
n(bloque III), por lo que es fundamental para el mantenimiento

í ta de la estructura celular (integridad de la membrana plasmática).

v is

x
Fase oxidativa .m
o m
e .c
u t
.g
w
Eventos: w
w
 Descarboxilación del azúcar y
 Formación de NADPH. en
 Formación de una pentosa monofosfatada,

os
 La deficiencia de la glucosa-6-P
n
deshidrogenasa en eritrocitos provoca

ta
anemia hemolítica.
í
v is

x
Fase no oxidativa .m
o m
e .c
u t
.g
TPP

w
w
w
Eventos:
 Interconversiones de en
pentosas monofosfatadas

o
para generar intermediarioss
metabólicos.
n
í ta
v is
Balance total: 1 Glucosa-6-P + 12 NADPH + 7H2O ⇋ 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H+
total


x
El ciclo del fosfogluconatom .
o m
.c
u te
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is

x
Destinos del piruvato .m
o m
•
e .c
Dependen del estadodeoxidación

u t
de cada célula y del estado
metabólico (CEDA) de cada tejido:
NADH
.g
1. Reducción. Lactato. Consumo de
NADH

w NADH.
2. Descarboxilación Oxidativa. Acetil-
COO-
w CoA. Dependiente de TPP, Lipoato,
COO- NH2
w FAD, NAD.

en 3. Descarboxilación alcohólica. Etanol.
Consumo de NADH y dependiente de
TPP.

os 4. Carboxilación. Oxaloacetato. Requiere
CO2 y ATP (pir carboxilasa). Puede
n derivar en malato.

í ta 5. Transaminación. Alanina (Gln-Glu).

v is

x
Resumen: .m
o m
Control metabólico:
.c
Complejo de la piruvato deshidrogenasa:
e
Inhibición por producto:
t
La Acetil-CoA y NADH sonmoduladores

u
alostéricos negativos.
Por disponibilidad de sustrato:
.g
Piruvato, CoA y NAD+.
Por Modificación Covalente
Reversible: w
La piruvato deshidrogenasa (E1) debe ser
fosforilada por una proteína cinasa para ser
w
activa.

Característica relevante: w
Individuos con deficiencia en Tiamina, como

en ocurre en el beriberi, presentan problemas a nivel
neurológico debido a que el cerebro obtiene toda

os su energía por oxidación aeróbica de la glucosa.

n
í ta
v is

x
El complejo de la piruvato desh. .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is
En el ciclo de Krebs ocurre la última oxidación de los carbonos (CO2)


x
Actividades enzimáticas del Complejo m
Multienzimático
.
o m
.c
Actividad enzimática Función

u te No de copias por
complejo
Coenzimas

Piruvato deshidrogenasa
.g
Descarboxila al piruvato 24 (20-30) TPP
(E1)
Dihidrolipoil transacetilasa w
Cataliza la transferencia del 24 (60) Ácido lipoico,
(E2)
w
grupo acetilo a la CoASH CoASH

w
e n
Dihidrolipoil deshidrogenasa Oxida nuevamente a la
(E3) dihidrolipoamida
12 (20-30) NAD+,FAD

os
n En paréntesis se coloca el número de subunidades de mamíferos.

í ta
v is

LA INCORPORACIÓN DE CARBONOS x
COMPLEJO DE LA PIRUVATO DESHIDROGENASA
.m
Coenzimas Función

o m Derivado de

.c
Coenzima de todas las descarboxilaciones de los
-cetoácidos Vitamina B1 o

te
Pirofosfato de
pirofosfato de
tiamina (TPP) Coenzima de la piruvato descarboxilasa
tiamina
Coenzima de la E1
u
.g
En la oxidacción del piruvato, es el siguiente aceptor de
aldehído generado por el TPP

w
Tiene dos grupos tiol que experimentan reacciones de
Lipoato
w
oxidación-reducción, y actúa como un transportador de
hidrógeno (transportador electrónico) y de un grupo acilo
Ácido lipoico

Coenzima de la E2 w
Dinucleótido de
flavina y adenina
en
Transportador de electrones Vitamina B2 o
riboflavina
(FAD)
Dinucleótido de
os
Coenzima de la E3

nicotinamida y
adenina (NAD)
n
Transportador de electrones Nicotinamida

Coenzima A
í ta
Contiene un grupo tiol reactivo que se une covalentemente

is
al grupo acilo y lo transporta a otras reacciones Pantotenato
(CoA o CoA-SH)
metabólicas

v

x
.m
Regulación del Complejo de la Piruvato Deshidrogenasa
o m
.c
u te
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is

x
Resumen: .m
o m
Ciclo de Krebs
e .c
Características:
t
Vía anfibólica, anaplerótica, descarboxilativa que ocurre en la
matriz mitocondrial.
u
.g
Sustratos: Ac-CoA, OAA y H2O*. NAD+, FAD, GDP.

Productos (por Ac-
w
3 NADH, (isocitDH, -cetoGDH, Malato DH), 1 FADH2 (succinato
CoA que entra):
w
DH), 1 GTP (succinilCoAsintetasa) y 2 CO2 (isocitDH, -cetoGDH).
Enzimas
reguladoras: w
Citrato sintasa: ADP vs NADH, SuccinilCoA, citrato, ATP.
IsocitratoDH: ADP,Ca+2vs ATP. (ejercicio, mayor control)

e
Otros inhibidores: Fluorocitrato
n
-cetoglutaratoDH: Ca+2vs succinilCoA y NADH.
⇝ Aconitasa

s
Arsenito y mercurio Piruvato Desh y -Cetoglut Desh.
Malonato ⇝ Succinato Desh
o
n
í ta
v is

x
.m
o m
Anaplerótica:
e .c
Anabólica y u t
Catabólica.
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is

x
Regulación del Ciclo de Hans Krebs .m
o m
.c
u te Inhibidores del ciclo:

.g
Fluorocitrato ⇝ Aconitasa

w
Arsenito Piruvato Desh.
y ⇝ y
Mercurio -Cetoglut Desh.

w ⇝ Succinato Desh

w
Malonato

en
os
n
í ta
v is

x
.m
La ruta de los
carbonos
o m OJO

e .c
u t
.g
w
w
w
Ruptura homolítica

Carbonos vecinos

en
os
n
í ta
v is

x
Resumen: .m
La cadena respiratoria:
o m
Características:
.c
Es el último destino de los transportadores de electrones NADH

e
y FADH2 derivados del metabolismo intermediario confluyentes
en la mitocondria.
u t
Es el principal sitio productor de ATP en el metabolismo

.g
(fosforilación oxidativade ADP).
Ocurren dos eventos:
w
a)Transporte de electrones (a favor de potencial redox), que
impulsa: w
w
b)La translocación de protones
(matrizespaciointermembranal).
Sustratos:
en
NADH y FADH2. O2.

Productos (protones
os
4 + 2 + 4 = 10 H por NADH oxidado
bombeados):
n 2 + 4 = 6 H por FADH2 oxidado
Estequiometría:

í ta 1 ATP x 3 H que vuelven a la matriz mitocondrial por complejo
V.

v is

x
Sinonimias de la cadena respiratoria .m
o m
Complejo: Nombre:
.c Composición: Función:
Complejo 1 NADH

u te
deshidrogenasa
FMN y Fe-S Bombea 4 protones

Complejo 2
.g
Succinato
deshidrogenasa
FAD y Fe-S No bombea
protones
Complejo 3 w
Citocromocóxido- Hemo y Fe-S Bombea 4 protones
w
reductasa Citbc1.
Complejo 4 wCitocromo c oxidasa Hemo, CuA y CuB Bombea 2 protones

Complejo 5
en ATP sintasa
Citaa3
F0 (canal) y F1 Generar 1 ATP por

os (soluble) cada 3 protones.

n
í ta
v is

x
.m
4
o m
e .c
u t
.g
4

w
w
w
en
os 2
Conceptos
importantes:
Inhibidores:

n Desacoplantes:

ta
Ionóforos:

í
v is

x
El modelo funcional .m
o m
2
e .c 4

4
u t
.g
w
w
w
en
os
n RAMAAME:

í ta 1.- Rotenona, Amital,
2.- Malonato,

is
3.- Antimicina A, Mixotiazol, Estigmatelina.

v

x
La lanzadera de glicerol-fosfato .m
o m
.c
Síntesis de Ac.
Fosfatídico (ACT1) u te
.g
w
w
w
en
os
n
í ta
v is

x
La lanzadera de malato-aspartato .m
o m
.c
u te
.g
w
w
w
¿Recuerdas este sistema?

en
Permite transportar el NADH
a la matriz mitocondrial.

os
n
í ta
v is

x
Estructura del complejo V .m
o m
•
.c
F1) Un complejo enzimático periférico

de fijación para el ADP y ATP.
u te
de 350-380 kDa que contiene los sitios

.g
• En este dominio ocurre la catálisis del
ATP.
•
w
Está formado por cinco subunidades
diferentes presentes en la relación 
y . w
w
•
localizado en
en
F0) Un complejo de 56-60 kDa
la membrana
mitocondrial interna que constituye un
canal
protones.
s
transmembranal para los
o
n
ta
• Posee tres subunidades con una relación a,
b2 y c9-12.
í
v is

x
Mecanismo de síntesis de ATP .m
o m
Se proponen tres pasos secuenciales:
.c
1. Una subunidad
u
tiene teuna

.g
conformación “abierta” (vacía) con una
baja afinidad hacia los ligandos.
w
2. Una segunda subunidad que tiene una
w
conformación “suelta” con baja

w
afinidad hacia los ligandos ADP y Pi y
es inactiva.

en
3. Una tercera subunidad que tiene una
conformación “tensa” con una elevada

en la catálisis.os
afinidad hacia los ligandos y es activa

n
La subunidad  da sentido y estereo-especificidad a los

ta
sitios idénticos.

í
v is

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