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- 1. Blgo. Dr. Jeisson David Cabos Sanchez UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA TINGO MARÍA FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES CURSOS BASICOS GENERALES DE INGENIERIA Bioenergética y Metabolismo
- 2. 6 CO2 + H2O C6H12O6 + 6 O2 Metabolismo: Conjunto ordenado de Rx enzimáticas celulares que transforman la materia con intercambio de energía, organizadas en vías metabólicas.(Interdependientes, reguladas y coordinadas) Funciones : Degradar nutrientes para obtener energía química (ATP) Sintetizar biomoléculas , consumiendo energía (ATP). Introducción al metabolismo ESQUEMA DEL METABOLISMO Glucógeno Almidón Proteínas Lípidos Anabolismo Catabolismo Macromoleculas Glucosa AAs Ac. Grasos Moleculas Unitarias Calor Calor ATP ATP CO2, H2O, NH3 EXOTERMICO EXERGONICO ENDOTERMICO ENDERGONICO REACTIVOS ↑ (Eª) PRODUCTOS ↓ (Eª) Energía Efinal Einicial ↓ENERGÍA (Eª) ↑ENERGÍA (Eª) Energía Energía Energía Energía Energía Total liberada Oxidación celular Energía Energía Combustión 6 CO2 + H2O C6H12O6 + 6 O2
- 3. I F A DEGRADACION(ENDOGENA) S E + ADP + Pi ATP PROTEÍNAS CORPORALES GLUCÓGENO GRASA CORPORAL AMINOÁCIDOS MONOSACÁRIDOS GLICEROL ACIDOS GRASOS ADP + Pi ATP ADP + Pi ATP PROTEÍNAS DE LA DIETA POLISACARIDOS ACEITES Y GRASAS PRINCIPALES BIOMOLÉCULAS EXÓGENAS ENDÓGENAS DIGESTIÓN ADP + Pi ATP ADP ATP ADP + Pi ATP ADP + Pi ATP ADP + Pi ATP NAD+ NADH + H+ FOSFOENOLPIRUVATO PIRUVATO ACETIL COENZIMA A NAD+ NADH + H+ FAD FADH2 NAD+ NADH + H+ DHAP + ADP ATP CO2 II TRANSFORMACION F DE METABOLITOS A INTERMEDIARIOS EN S ACETIL COENZIMA A E E INGRESO AL CICLO DE KREBS III CICLO DE KREBS FOSFORILACION OXIDATIVA F A S E NH2 CICLO DE LA UREA UREA CATABOLISMO ANABOLISMO DIGESTION H2O CICLO DE KREBS OA O2 NAD+ NADH + H+ FAD FASES DEL METABOLISMO I II III IV ADP + Pi ATP
- 4. Características metabólicas de algunos tejidos Gil, A. y Medina, F. Bases Fisiológicas y Bioquímicas de la Nutrición. Tomo I. 3ª edición. 2017. pp. 26
- 5. Sin O2 Trabajo FAD NAD+ Fosforilacion Oxidativa HIDROLISIS ATP =↑[ADP + Pi ]o a [AMP + PPi] FADH2 NADH O2 ATP Obtención de energía de los alimentos 1. Mecánico contracción 2. Transporte [Na+ ] 3. Biosintético Biomoléculas 4. Bioquímico decodificación Nucleótidos /Ac. Nucleicos Glucogeno Proteinas Monosacáridos Aminoacidos α–KG Glucosa-6-P Glicerol Fumarato Alanina Urea Lactato Piruvato Cuerpos Cetonicos Citrato Succinil- CoA Triosa -P Triacilgliceridos Ribosa-5-P NADPH Lipidos Complejos Acidos Grasos OAA CO2 Glucogenolisis Glucogenogenesis Via Pentosa Fosfato Glucolisis Gluconeogenesis Fermentacion Lactica Lipogenesis Cetogenesis Ciclo Krebs NH4 + NH4 + NH4 + Hígado Velc SíntesisATP C.KrebsANFIBOLICA Phase 3 Velc HidrolisisATP Velc OxidNADH ETC Phase 1 Phase 2 Acetil CoA Con O2 Cadena respiratoria β-oxidacion ½ O2 + 2H+ H2O C I T O P L A S M A Mitocondria
- 6. © 2015, Editorial Médica Panamericana, SA Feduchi · Romero · Yáñez · Blasco · García-Hoz Bioquímica Conceptos esenciales. 2ª Edición •Principal combustible de la > organismos • Rica en energía: Ox completa a CO2 y H2O glucosa + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O G0’ = - 2840 kJ/mol •3 destinos: - Almacenamiento (glucógeno-genesis), - Ox. vía glucolisis / VPP, (si↑ necesidades energéticas) - Degradación = ↑↑[metabolitos] = Rx. biosintéticas. GLUCOLISIS Intermediarios fosforilados: -Hidrólisis compuestos ↑energía acoplada a síntesis ATP. -fosfato ionizados(-) a pH 7 . No difunden Tejidos: todos Localización: citosol Consumen 2 ATP Forman 2 NADH y 4 ATP HK GK PFK-1 PGI Aldolasa TPI GAPDH PGK PGM Enolasa PK PREPARATORIA BENEFICIOS TPI Glucosa + 2 ATP + Ac. Pirúvico(C3H4O3) Ac. Pirúvico 1 2 3 5 5 6 7 8 9 10 7 8 6 9 10 (5Rx) → 2 Ac pirúvico + 2 NADH + 2 (4) ATP 2 NAD + 4 ADP + 2 Pi 4 Pi Pi ATP,CITRATO - AMP,ADP, F2,6BP (Gluconeogenesis) ATP,AcoA, Ac.Grasos PK + ADP,Ca2+ F1,6BP MUSCULO (Km=0.1mM) HIGADO (Km=10mM) - GLUCOSA-6-P FRUCTOSA-1-6-BP DIHIDROXI-ACETONA-P NADH FRUCTOSA-6-P GLICERALDEHIDO-3P GLICERALDEHIDO-3P NADH NAD+ NAD+ ATP ADP ATP ATP ATP ATP ATP ADP ADP ADP ADP ADP 1,3-BIS-P-GLICERATO 1,3-BIS-P-GLICERATO 3--P-GLICERATO 3--P-GLICERATO 2--P-GLICERATO 2--P-GLICERATO FOSFOENOLPIRUVICO FOSFOENOLPIRUVICO - (5Rx) Función : GENERAR ATP
- 7. © 2015, Editorial Médica Panamericana, SA Feduchi · Romero · Yáñez · Blasco · García-Hoz Bioquímica Conceptos esenciales. 2ª Edición Baynes, J & Dominiczak, M. Bioquímica Medica. 4 ed. Editorial Elsevier. 2015 1.5 2.5
- 8. Fuente: Mg. Ing. Jorge Correa Q.
- 9. Complejo piruvato deshidrogenasa (PDH/PDC) Piruvato Acetil-CoA complejo piruvato-DH (E1+E2+E3) 5 Coenzimas: •TPP (vit. B1, tiamina) •CoA (vit B5, pantotenato) •Lipoato •FAD (vit B2, riboflavina) •NAD+ (vit B3, niacina) 3 Enzimas: •E1 = piruvato DH (TPP) •E2 = dihidrolipoil transacetilasa (lipoato, CoA) •E3 = dihidrolipoil deshidrogenasa (FAD, NAD+) En el cerebro PDH es cuestión de vida o muerte. 1.- FOSFORILACION 2.- SUSTRATO Y PRODUCTO 3.HORMONAL Adipocitos CORAZON Regulación alostérica + + - CoASH CO2 - Acetil-CoA Piruvato NADH NAD+ Modificación covalente PDC INACTIVO PDC ACTIVO Fosfatasa - + + + - Cinasa ADP PIRUVATO Acetil CoA NADH ATP ADP Ca2+ Pi Pi INSULINA PKB PDP PDH PDH P P REGULACIÓN
- 10. C O SCoA CH2 CH2-COO- O=C-COO- COO- OH -- CH CH2 COO- COO - CH HC COO - CH2 – COO - CH2 COO - CH2 – COO - CH2 C – SCoA O CH2 – COO - HO - CH2 –COO - CH2 – COO - CH2 – COO - H-- C –COO - OH -- C – COO - H CH2 – COO - C –COO - C – COO - H CH2 – COO - CH2 C – COO - O Acetil-CoA 6. Deshidrogenacion 3. Descarboxilaci on Oxidativa 1.Condensacion 5. Fosforilacion a nivel de sustrato 7. Hidratación 8. Deshidrogenacion 2b. Hidratación 2a. Deshidratación 4. Descarboxilacion Oxidativa CoASH 2H2O Citrato Sintasa 2H2O 2H2O Fe+2 [Cis-aconitato] Aconitasa Aconitasa Citrato Isocitrato NAD+ CO2 CoASH α – Cetoglutarato CO2 Isocitrato deshidrogenasa NAD+ α – Cetoglutarato deshidrogenasa Succinil-CoA GDP (ADP) + Pi CoASH GTP (ATP) 2H2O FAD Fumarato Succinato NAD+ Oxalacetato L – Malato Fumarasa Malato Deshidrogenasa 3NADH + 3H+ -5.3 Kcal -8 Kcal - 0.7 Kcal 0 Kcal 7.7 Kcal 0 Kcal FADH2 Glucosa Piruvato Acidos Grasos Cuerpos cetónicos Acetato Aminoácidos GENERALIDADES CICLO ATC LOCALIZACIÓN: MITOCONDRIA. Todas las células que contienen mitocondrias (excepciones: eritrocitos, retina…) FUNCIÓN: CATABÓLICA. Oxidación glúcidos, AG. y prot. para GENERAR ENERGÍA (Ox-Fox y a nivel de sustrato) ANFIBOLICA ANABÓLICA. Algunos intermediarios precursores iosintéticos VISIÓN GENERAL: -Serie cíclica 8 Rx , oxidan acetil-CoA a CO2. -Se forma ATP, NADH y FADH2. - AERÓBICO. Ausencia de O2 inhibe el ciclo SUSTRATO: Acetil-CoA ( Fuente de e- y Carbonos Reacciones Anapleroticas: Regeneran Oxalacetato (PDC) A.CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O 2CO2 + CoASH + 3NADH + 3H+ + FADH2 + GTP CO2 7.1 Kcal
- 11. Fuente: Blgo. Dr. Pedro Lezama A. Lectura de complemento: Harper cap. 16 y Baynes cap. 14 ENTRARA EN SU EXAMEN
- 12. © 2015, Editorial Médica Panamericana, SA Feduchi · Romero · Yáñez · Blasco · García-Hoz Bioquímica Conceptos esenciales. 2ª Edición Glutamato y derivados, Bases Puricas Hemo,citocromos Gluconeogénesis Aceto-AcetilCoA AcetilCoA Reacciones Anapleróticas anfibólicas Alanina Glicina Cisteina Serina Treonina* Triptófano* Isoleucina Leucina Triptofano* Aspartato Fenilalanina* Tirosina AA Gluconeogenicos AA Cetógenicos AA Ceto-Gluconeogenicos Arginina* Glutamina Glutamato Histidina* Prolina Isoleucina* Metionina* Treonina * Valina* Aspartato Asparagina Bases Puricas y Pirimidicas Fenilalanina* Lisina * Triptofano* Leucina* Tirosina CLAVE 1 2 3 4 5 REABASTECIMIENTO CO2 Piruvato + Glucosa Piruvato Carboxilasa Acidos grasos Colesterol Transaminacion Transaminacion Porfirinas Enzima malica Piruvato Aminoacidos Aminoacidos Propionato PEP Carboxinasa Citrato Isocitrato Α-Cetoglutarato Malato Fumarato Succinato Succinil - CoA Fosfoenolpiruvato Oxalacetato
- 13. V Fuente: Mg. Ing. Jorge Correa Q.
- 14. Murray, R. y col. Harper Bioquímica Ilustrada. 30a ed. McGraw-Hill Interamericana. 2016
- 15. Fosforilacion Oxidativa Murray, R. y col. Harper Bioquímica Ilustrada. 30a ed. McGraw-Hill Interamericana. 2016
- 16. Murray, R. y col. Harper Bioquímica Ilustrada. 30a ed. McGraw-Hill Interamericana. 2016
- 17. Fuente: Blgo. Dr. Pedro Lezama A.
- 18. Rendimiento Energético Fuente: Blgo. Dr. Pedro Lezama A. 3 o 5 ATP 3 o 5 ATP 2.5 ATP 5 ATP 7.5 ATP 1.5 ATP 14 ATP 3 ATP 30/32 ATP + 30/32 ATP
- 24. En la membrana de los tilacoides, se encuentran un grupo de estructuras llamadas FOTOSISTEMASIy II. En estos fotosistemas se encuentran las moléculas de clorofila agrupadas en el complejo ANTENA que capta la luz. En el fotosistema I, se encuentran las moléculas de clorofila a que absorben la longitud de onda igual o bajo los 700 nm, por ello, se le denomina P700. En el fotosistema II, se encuentran las moléculas de clorofila b que absorben la longitud de onda igual o bajo los 680 nm, por ello, se le denomina P680.
- 25. La fase luminosa puede presentarse en dos modalidades Fase luminosa acíclica: con transporte acíclico de electrones, participan los fotosistemas Iy II. Fase luminosa cíclica: con transporte cíclico de electrones, sólo participa el fotosistema I . Fase luminosa acíclica En esta fase se producen tres fenómenos: 1. Fotolisis del agua 2. Síntesisde NADPH 3. Síntesisde ATP
- 27. En esta fotofosforilación sólo interviene el fotosistema I, y se llama cíclica ya que los electrones perdidos por el P700 regresan de nuevo a dicho fotosistema. La finalidad de esta fase cíclica es fabricar A TP y NO NADPH, ya que, en la fase oscura se necesita más A TPque NADPH. Faseluminosacíclica Por lo tanto, en este caso no se forma NADPH, no interviene el agua ni se libera O2.
- 28. Fase oscura
- 36. Preguntas