bioqca

1. BIOENERGÉTICA Y METABOLISMO DE
CARBOHIDRATOS

2.  La capacidad de captar energía de diversas fuentes y
canalizarla en trabajo biológico es una propiedad
fundamental de todos los organismos vivos.
 Todos los organismos vivos realizan transducciones
de energía ( conversión de una forma de energía a
otra)
 FUENTES DE ENERGIA:
 -Energía lumínica
 -Oxidación de sustratos ( carbohidratos, lípidos y
proteinas)

3.  Membranas transductoras de energía
 Membrana interna de la mitocondria
 Membrana tilacoidal
 Membrana citoplasmática
 En estas se impulsa procesos endergonicos tales como la
síntesis del ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico ( Pi) o la
acumulación de iones.
 Convierten la energía química de los diversos combustibles, en
gradientes de concentración, gradientes electroquímicos.

4. Membrana interna de la
mitocondria Membrana tilacoidal

5.  En las condiciones existentes en los sistemas biológicos
( Temperatura y presión constante) , las variaciones de energía
libre, entalpia y entropia estan relacionadas entre si por la ecuación:
 ∆G= ∆H- T ∆H
 Los organismos vivos conservan su orden interno tomando de su
entorno energía libre, en forma de nutrientes, luz solar y devolviendo
al entorno una cantidad igual de energía en forma de calor y
entropia.
 Las transducciones de energía obedecen a las mismas leyes físicas
que gobiernan todos los procesos naturales.

6. ATP

7. ATP como moneda energética:
Debido a la presencia de enlaces ricos en
energía (enlaces anhídrido fosforico), esta
molécula se utiliza en los seres vivos para
proporcionar la energía que se consume en
las reacciones químicas.
La reacción hidrólisis del ATP es una
reacción exergónica donde la variación de
Mg 2+ entalpía libre estándar es igual a -30,5
kJ/mol:
Como tiene varios grupos cargados negativamente
en solución neutra, puede quelar metales con una
afinidad muy elevada. El ATP existe en la mayoría
de las células en un complejo con Mg2+.

8. Desfosforilación
∆G= - 30.5 Kj/ mol
Fosforilación

9. OTROS COMPUESTOS FOSFORILADOS TRANSPORTADORES DE ENERGÍA
∆Gº de Hidrólisis
COMPUESTO
(kcal/mol)
Fosfoenol-
-14.8
piruvato
Carbamil-fosfato -12.3
Fosfocreatina -10.3
ATP ( --------> ADP
-7.3
+ Pi)
ADP ( --------> AMP
-7.3
+ Pi)
AMP (--------->
-3.4
Adenosina + Pi)
Glucosa-6-fosfato -3.3
Glicerol-1-fosfato -2.2

10.  NADH, NADPH y FADH2
Los seres quimiotrofos, obtienen energía de
molécula combustibles, producto de la oxidación de
estos se forma: NADH, NADPH y FADH2 como
transportadores de eletrones , estos transfieren sus
electrones de alto potencial al O2, a través de la
cadena de transporte de electrones, que dirige la
´sintesis de ATP, en un proceso denominado
fosforilación oxidativa.
 .

12. Funciones metabólicas de
la mitocondria
Una buena parte de las funciones de la
mitocondria es energética.
En ella ocurren rutas metabólicas
que generan una buena cantidad de
energía proveniente del catabolismo
de las moléculas combustibles.

13. Funciones metabólicas de la
mitocondria
Piruvato Acil CoA
Urea
Acil CoA
HCO3+
3 CO2 Piruvato NH3
B-oxidación
Acetil CoA Ciclo de la Urea
3 CO2 A
A
Krebs P P P
H+ P P P
Ca2+ A
NAD P + P P
FAD 2H2O H
+
4e(-)
Ca2+
nH+ nH+ nH+
O2

14. Ciclo de Krebs y los
macronutrientes
CARBOHIDRATOS PROTEÍNAS GRASAS
GLUCOSA AMINOÁCIDOS ÁCIDOS GRASOS
Acetil CoA
ATP Ciclo CO2
de
Krebs

15. Glicólisis
Metabolismo del piruvato

16.  La Glicólisis o vía de Embden Meyerhoff es la vía fundamental
del metabolismo de los carbohidratos en el citosol de las células.
 Comprende 10 etapas destinadas a la transformación de una
molécula de glucosa en dos de ácido pirúvico, el que ulteriormente
podrá transformarse en acetil CoA para su aprovechamiento
energético máximo, siempre que exista abundante O 2 en el medio
o transformarse en ác. láctico, con discreto aprovechamiento
energético, si no hay suficiente O2 en el medio.
 Todas sus etapas son fosforiladas y su papel fundamental es
producir energía bajo la forma de ATP y algunos intermediarios
fundamentales en los tejidos.

17.  En hematíes es fundamental para la síntesis de ATP. Ellos no
tienen mitocondrias por lo que no tienen ciclo de Krebs.
 En el músculo esquelético es fundamental como productor de
energía (ATP), sobre todo en condiciones anaerobias.
 En el tejido adiposo provee energía y dihidroxiacetona fosfato,
necesario para la síntesis in situ de triglicéridos.
 En el hígado es fundamental como paso previo al ciclo de Krebs,
además puede generar precursores para la síntesis de ácidos
grasos.

18.  1ra.etapa: ingreso de glucosa al interior celular y su transformación en
azúcar fosforilado, para evitar que la glucosa vuelva a trasponer la
membrana en sentido inverso. Proceso diferente, según sea tejido
muscular o hepático.
Glucoquinasa Hexoquinasa
Km 10mM < 100uM
Vmax Alta Baja
Hígado
Tejido Células Pancreáticas Demás tejidos
Responde a cambios
Regulación en concentración de Inhibido por la
corto plazo glucosa glucosa 6 fosfato
Regulación a Síntesis inducida por la
largo plazo insulina Constitutiva

20.  La transformación de la glucosa en
dos triosas interconvertibles. La
transformación de glucosa en dos
moléculas : gliceraldehido 3P y
dihidroxiacetona P, pasa primero
por la fosforilación de la glucosa, y
de la fructosa 6P, con gasto de dos Glucosa 6P
moléculas de ATP.
 Ambas reacciones son exergónicas: isomerasa
hexoquinasa(-4 kcal/-mol) y P-
fructoquinasa -3,4 kcal/mol).
 La reacción de la P-fructo-quinasa Fructosa 6P
es el paso limitante. fosfofructquinasa
 Aldolasa: liasa que rompe la o
fructosa 1, 6 Di P Fructosa 1,6PP
aldolasa
DiHidroxiacetona P Gliceraldehido 3P
isomerasa

21.  La etapa de conversión de
Gliceraldehido 3P en 3
fosfoglicerato es la de formación de
ATP. H−C = O
Ι
 El proceso de fosforilación es a
nivel del sustrato. H − C − OH
Ι
 La reacción más importante es la NAD CH 2 − O − P
transformación de gliceraldehido Gliceraldehido 3P
3P en 3 fosfoglicerato con deshidrogenasa
NADH2
producción de 1 ATP. Hay
oxidación de C N°1 con reducción O = C− O - P
Ι
de NAD a NADH2, se forma un -18,8kcal/mol
H − C − OH
anhídrido entre COO- y Pi con Ι
suficiente energía para sintetizar 1 ADP CH 2 − O − P
ATP.
Fosfoglicerato
ATP
quinasa
C OOH
Ι
H − C − OH
Ι
CH 2 − O − P

22.  Reacciones siguientes: tienen
por finalidad transformar el
3Pglicerato en otro compuesto
de alta energía, el
fosfoenolpivato, para sintetizar
otra molécula de ATP. C OOH
Ι
 Una mutasa traslada el grupo P H − C − OH mutasa
Ι
del 3er al 2do C, y una enolasa CH2 − O −P
deshidrata formando un C OOH
3P Glicerato Ι
compuesto de muy alta energía, H − C − O− P
Ι
que por la piruvato quinasa 2P Glicerato
sintetiza 1ATP =7,3 kcal/mol), CH 2 − OH
libera energía y produce una enolasa H2O
molécula de piruvato.
P enolpiruvato
C OOH
Ι
-14,8 kcal/mol H − C − O− P
ΙΙ
C OOH
Ι CH 2
C =O
Ι
Ác. Pirúvico CH 3
ATP ADP

23.  La anaerobiosis es el fenómeno resultante de no recibir suficiente
oxígeno para metabolizar la glucosa por la vía aeróbica.
 En un sujeto que no es deportista el ejercicio crea esa condición.
 Ciertos tejidos como los hematíes (sin mitocondrias) también
metabolizan la glucosa en condiciones anaeróbicas.
G3PDH
Gluc + 2 NAD + 2 Pi + 2 ADP ⇒ 2 Piruv + 2 NADH 2 + 2 ATP
LDH
 En condiciones aeróbicas, el ⇒ 2 Lactato dispuesto por las
2 Piruvato + 2 NADH 2 NADH2 es + 2 NAD
mitocondrias y el O2 para formar agua, produciendo 6 ATP por mol de
glucosa, más el generado a nivel del sustrato. En anaerobiosis el
NADH2 es transformado en NAD por la LDH con formación de ácido
láctico.

24.  Tres etapas de la Glicólisis son las que regulan esta vía
metabólica:
 Glucoquinasa/Hexoquinasa
 Fosfofructoquinasa, la más importante.
 Piruvato quinasa
 Además intervienen la concentración de los sustratos y el
nivel de óxido reducción de la células, el nivel NAD/NADH y
piruvato/lactato, que dependen de la concentración de
oxígeno.
Enzima Regulación Efecto
Activada por AMP y Fructosa
2,6 difosfato Inhibida por ATP
Fosfofructoquinasa Alostérica y citrato
Activada por fructosa 2,6
difosfato Inhibida por ATP y
Piruvico quinasa Alostérica alanina
Hexoquinasa Alostérica Inhibida por glucosa 6 fosfato
Glucoquinasa Transcrip.genética Inducida por insulina

25.  El equilibrio entre fosfofructoquinasa y fructosa 1,6
difosfatasa depende de la concentración de fructosa 2,6
difosfato.
 El predominio marca el sentido de la reacción, Glucólisis o
Gluco-neogénesis.
F2,6PP
+
PFK + Piruvato
hexok kinasa
Glucosa G6P F6P F1,6PP PEP Pirúvico
-
F2,6PP
FBPasa oxalacetato
fosfatasa
 La razón del efecto es que reduce el Km de la quinasa. La
Carboxilasa +carboxiquinasa
insulina aumenta la concentración de Fructosa 2,6PP y el
glucagon la disminuye.

26.  El piruvato ocupa una posición central y fundamental entre los
metabolismos de carbohidratos, grasas y proteínas, a través de su
vinculación con lactato, alanina, acetil CoA y oxalacetato.
Glucosa Aminoácidos
Lactato PIRUVATO Alanina
Acetil CoA Oxalacetato
CO2+H2O Ac.grasos Acetona Krebs Gluconeogénesis

27.  La piruvato deshidrogenasa une la Glicólisis con el
Ciclo de Krebs, mediante el procedimiento de
Decarboxilación Oxidativa, en el cual el grupo
carboxilo del piruvato es liberado como CO2 y los
dos carbonos remanentes forman acetil CoA.
CH 3 − CO − COOH + CoA − SH + NAD ⇒ CH 3 − CO − S − CoA + CO2 + NADH + H +
 La PDH es un complejo multienzimático formado por tres
enzimas y cinco coenzimas.
 De las coenzimas, dos de ellas CoA y NAD, se asocian al
sustrato, mientras que las otras TPP, ác.lipoico y FAD se
asocian al complejo.
 El complejo tiene además una quinasa y una fosfatasa que
activan y desactivan a la PDH.

28.  La Decarboxilación es iniciada por E1 en
presencia de TPP, luego E2 en presencia de
ác.lipoico oxida al compuesto y lo prepara para
unirse a la CoA. El ác.lipoico es reoxidado por el
FAD y E3

29. Enzimas Coenzimas Participación
E1-Piruvato dehidrogenasa TPP Decarboxilación
E2-dihidrolipoil transacetilasa Ac.lipoico Oxidación-Transferencia de acilo
E3-dihidrolipoil deshidrogenasa CoA-SH Regeneración de ácido lipoico
Piruvato DH quinasa FAD Fosforilación e inactivación de E1
Piruvato DH fosfatasa NAD Defosforilación y activación de E1
AcetilCoA-NADH-ATP
(+)
quinasa
Regulación de la
actividad de la PDH
PDH PDH P
Fosfatasa
Insulina(+)

30.  Transformación de piruvato en lactato, con
reoxidación del NADH a NAD (LDH).
CH 3 − CO − COOH + NADH + H ⇔ CH 3 − CHOH − COOH + NAD
 Transaminación del piruvato a alanina (ALT).
Piruvato + Glutamato ⇔ alanina + cetoglutarato
 Carboxilación de piruvato a oxalacetato, paso inicial
de la neoglucogénesis.

31. CATABOLISMO DE OTRAS HEXOSAS
Fructosa
 Las dietas abundantes en sacarosa incrementan los
niveles de fructosa.
 La sacarosa se metaboliza más rápidamente que la
glucosa por no requerir a la fosfofructoquinasa de control.
 Favorece entonces la síntesis de ác. grasos y estimula la
secreción de insulina.
 La fructoquinasa es independiente del ayuno y la insulina
por lo que la fructosa si se aprovecha en la diabetes.
 La afinidad (Km) de la fructoquinasa hepática es alta, es
decir tiene una Km baja.

32. Fructosa : metabolismo
D-Sorbitol
NAD
Sorbitol Deshidrog
NADH
FRUCTOSA
Fructoquinasa ATP
Dihidroxiacetona P
Fructosa 1P
Triosa fosfato
isomerasa Aldolasa
ATP
Glicólisis Gliceraldehido 3P Gliceraldehido
Trioquinasa

33. Galactosa : metabolismo
 Proviene de la hidrólisis de la lactosa. El hígado la
convierte en glucosa
 No es esencial, la glucosa se transforma en galactosa
Galactosa
ATP
Galactoquinasa
Glucógeno
ADP
Galactosa 1P
UDPGlc
Uridin transferasa
Epimerasa
Glucosa 1P UDPGal

34. Ciclo de Krebs:energía
 El Ciclo de Krebs es un conjunto de reacciones
químicas que se efectúa en las mitocondrias, para
catabolizar los residuos de Acetil CoA producidos
en el metabolismo de carbohidratos y grasas.
 Este Ciclo libera energía que se guarda como ATP
y moléculas de CO2 que se eliminan con la
respiración.
 Esas funciones se llevan a cabo en todos los
tejidos pero con más importancia en el hígado.
 Es responsable de 2/3 de la producción calórica
del organismo.

35. Ciclo de Krebs: valor
calórico
 Durante la oxidación del Acetil CoA se forman equivalentes
reductores como H+ o electrones en la matriz mitocondrial
adyacente a la membrana interna.
 Así, la transferencia a la cadena respiratoria que está en la
membrana mitocondrial interna se realiza con facilidad.
 Todo el proceso es
aeróbico, luego sin
oxígeno se inhibe
total o parcialmente.

36. ETAPAS DEL CICLO DE KREBS
La acetil-CoA proveniente del catabolismo de hexosas,
ácidos grasos, y algunos amoniácidos , se condensa con el
oxalacetato para formar citrato y a partir de esta se inicia
dos descarboxilaciones oxidativas con generación de
potenciales de reducción ( NADH y FADH) , para luego
continuar con la recuperación del oxalacetato e iniciar un
nuevo ciclo.

38. H
H2O CoA-SH
H-C-CO~SCoA H
H + H--C--COO-
O=C--COO- HO--C--COO-
Citrato s
H--C--COO- H--C--COO-
NADH+H +
H H
in
Oxalacetato Citrato
M a
tetasa
NAD a s
de lato ita H
on
COO- sh
idr
og
en Ac H--C--COO-
HO-C--H asa
H--C--H H--C--COO-
Malato COO- OH--C--COO-
Isocitrato H
H2 O Fumarasa
Ciclo de Krebs Isocitr
at NAD+
COO- deshid o
ro g en
C--H asa
CO2
H--C Fumarato sa
t o en a H
Ce esh
a
COO- in og NADH+H+
d
cc idr
to idr
Su esh H--C--COO -
gl og
ut en
d
ar a
FADH2 COO- H--C--H
ato sa
H αcetoglutarato
tioquin ato
asa
H--C--H O=C--COO-
Succin
FAD H--C--H H--C--COO-
H--C--H NAD+
COO- CO2
Succinato O=C~SCoA
NADH+H+
GTP Succinil CoA
GDP+Pi

39. REACCION DE LA CITRATO SINTASA
Acetil-CoA
Citrato
sintasa
Oxalacetato Citrato ó Acido Cítrico

40. REACCION DE LA ISOCITRATO DESHIDROGENASA
Isocitrato
Oxalosuccinato α-Cetoglutarato

41. REACCION DE LA α-CETOGLUTARATO
DESHIDROGENASA
α-cetoglutarato Succinil-CoA

42. REACCION DE LA Succinil-CoA sintetasa ó
Succinato tioquinasa
Succinato
Succinil-CoA Fosforilación a nivel de sustrato

43. Reacción de la Succinato deshidrogenasa
Succinato
deshidrogenasa
Succinato Fumarato

44. Ciclo de Krebs: etapas 1 y 2
1.- Condensación inicial del Acetil CoA con el Oxalacetato con liberación
de energía del enlace tioester por acción de la citrato sintetasa.
AcetilCoA + Oxalacetato + H 2O ⇒ Citrato + CoA
2.- Conversión de citrato en isocitrato. Se forma transito-riamente cis
aconitato. La realiza la enzima aconitasa.
Citrato ⇔Cis −aconitato ⇔Isocitrato
H2O H2 O

45. Ciclo de Krebs: etapas 3 y 4
3.- Dehidrogenación del isocitrato, formando oxalsuccinato. Existen tres
isoenzimas: la NAD específica de las mitocondrias, y las NADP específicas de
mitocondrias y citosol. La NAD específica se acopla a la cadena respiratoria.
Isocitrato + NAD ⇔ oxalsuccinato ⇔ α − cetoglutarato + CO2 + NADH + H
unido − a −la −enzima
Esta reacción requiere Mg++ y genera 3ATP por Mol de acetilo
4.- El alfa ceto glutarato pasa por una decarboxilación oxidativa seme-jante a la
del piruvato. Requiere los mismos cofactores y vitaminas tales como, difosfato
de tiamina, ác.lipoico, NAD,FAD y CoA. La enzima es la cetoglutarato
dehidrogenasa y forma Succinil CoA.
cetoglutarato + NAD + CoA ⇒ SuccinilCoA + CO 2 + NADH + H
Esta reacción genera 3ATP por Mol de acetilo.

46. Ciclo de Krebs: etapas 5 y 6
5.- La succinil CoA se convierte en succinato por acción de una
tioquinasa. En esta reacción la energía liberada por la unión con la CoA
permite la síntesis de una mol de ATP. A nivel del sustrato.
ulA+ ⇔ + +
n + D co P
siC i A sit A o
c o
ci PP cun T A
a C
6.- El succinato es metabolizado por una deshidrogenasa, unida a la superficie
interna de la membrana mitocondrial. En la única deshidrogenasa que
transfiere hidrógeno al FAD sin pasar por el NAD. Genera fumarato.
s ca+ D Fat + D
ui t F ⇔ roFH
c o A
n u a A2
m
Esta reacción sólo genera 2 ATP en la cadena respiratoria.

47. Ciclo de Krebs: etapas 7 y 8
7.- La fumarasa cataliza la incorporación de una mol de agua para
formar malato.Se elimina la doble ligadura anterior.
f a +O a
ua H m
mrt
o 2⇔lo
at
8.- El malato es convertido a oxalacetato por una deshidrogenasa en
presencia de NAD.
malato + NAD ⇔ oxalacetato + NADH + H
Esta reacción genera 3ATP por mol de acetilo, en la cadena respi-ratoria y
proporciona el oxalacetato necesario para reiniciar el ciclo con una molécula
más de acetil CoA.

48. Ciclo de Krebs : balance calórico
 Se producen tres moléculas de Generación de ATP por Ciclo
NADH y una de FADH2 por cada
molécula de acetil CoA.
 En la membrana mitocondrial Enzim a ATP
interna se recibe estos equiva-
lentes reductores por la cadena Deshidrogenasa isocít rica 3
respiratoria.
 Cada paso por la cadena genera Deshidrogenasa del cet oglut arat o 3
3 ATP a partir del NAD pero a
partir de FAD sólo 2. Succinat o t ioquinasa 1
 Un enlace de alta energía se
genera a nivel del sustrato. Deshidrogenasa del succinat o 2
 En total se forman 12 ATP por
ciclo de Krebs. Malat o deshidrogenasa 3
Tot al 12

49. Control del ciclo de Krebs
.
 Como el organismo sólo tiene 3 a 4 g de nucleótidos (ATP
ADP,AMP ) cada molécula debe ser refosforilada miles de
veces al día.
 Si una célula no usa el ATP no habrá ADP disponible, luego
el NADH no podrá ser reoxidado y la relación NADH/NAD se
elevará y esto detendrá al ciclo de Krebs.

50. Acción de la relación NADH/NAD sobre
el ciclo de Krebs
El incremento de NADH inhibe a las
siguientes enzimas que regulan el ciclo de
Krebs:
 cetoglutarato deshidogenasa
 isocitrato deshidrogenasa
 piruvato deshidrogenasa.( regulación
externa)
Estas enzimas también se inhiben por el
producto y se activan por el NAD+

51. REGULACION DEL CICLO DE KREBS
• Piruvato deshidrogenasa -
NADH
ATP
- ACoA y
Ac.G.
• Citrato sintasa
ADP
+
SCoA y
-
citrato
ATP
-
Isocitrato deshidrogenasa Ca++
ADP
+
α .Cetoglutarato deshidrogenasa - NADH
SCoA
Ca++
+

53. CADENA DE TRANSPORTE DE
ELECTRONES Y
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

55. Reacciones que proveen de NADH
a la cadena respiratoria
• Piruvato deshidrogenasa
• Isocitrato deshidrogenasa
CICLO DE KREBS
• Malato deshidrogenasa
• α -cetoglutarato deshidrogenasa
CR
Sustrato + NAD +
Producto + NADH + H

56. Componentes de la Cadena de transporte
electrónico
Complejo enzimático Grupos prostéticos
Complejo I (NADH deshidrogenasa) FMN, FeS
Complejo II ( succinato deshidrogenasa) FAD, FeS
Complejo III (citocromo bc1) Hemo, FeS
Citocromo c Hemo
Complejo IV (citocromo oxidasa) Hemo, Cu
Complejo V (ATP sintasa)

58. • La transferencia de electrones desde el
NADH a través de la cadena respiratoria
hasta el O 2 es un proceso altamente
exergónico.
• La mayor parte de esa energía se emplea
para bombear protones fuera de la matriz.
• Por cada par de electrones transferidos al
O 2  los complejos I y III bombean 4 H + y 2
el complejo IV.
• El complejo II no transfiere H + ya que no
atraviesa la membrana interna como los
demás.

60. Lugar de translocación de
protones

65. Inhibidores de la fosforilación
Oligomicina:
•Bloquea el flujo de protones a través de F 0 , impidiendo
la fosforilación.
•Se inhibe la síntesis de ATP
•Se acumulan protones y se produce una fuerza inversa
deteniéndose el transporte de electrones.
Desacoplantes :
•Compuestos que impiden la síntesis de ATP, pero no
bloquean el flujo de electrones, de esa manera
desacoplan la cadena respiratoria de la fosforilación
oxidativa.
•El 2,3-dinitrofenol (DNF) transfiere iones hidrógeno
desde el lado externo hacia la matriz y anula el
gradiente de protones creado por la cadena
respiratoria.

66. BALANCE ENERGETICO DE LA
OXIDACION COMPLETA DE LA GLUCOSA
CICLO DE KREBS
3 NADH 3X3 9 ATP
1 FADH2 1X2 2 ATP
1 GTP 1 ATP
12 ATP x 2 = 24
ATP
DESCARBOXILACION OXIDATIVA DE 2 PIRUVATO A ACETIL CoA
1 NADH 1X3 3 ATP x 2 = 6 ATP
VIA GLICOLITICA 2 ATP
2 NADH ( LANZADERA) 4 o 6 ATP
TOTAL: 36 ó 38 ATP

67. Aprovechamiento de los NADH
en la cadena respiratoria
 El NADH producido en el citosol por efecto de la
glicólisis (gliceradehido 3P deshidrogenasa) no
puede atravesar la membrana mitocondrial.
 En condiciones anaeróbicas se aprovecha en la
transformación de piruvato a lactato.
 En condiciones aeróbicas se aprovecha por la
cadena respiratoria.
 El ingreso a la mitocondria está regido por un
mecanismo llamado de lanzadera de equivalentes
reductores.

68. Lanzadera del malato (1)
 El proceso de transaminación en el citosol genera
gran cantidad de oxalacetato que se transforma en
una vía de ingreso para más NADH.
 Sin embargo la membrana mitocondrial es
impermeable al oxalacetato por lo que el transporte
lo hace bajo la forma de malato. Es este el que lleva
los equivalentes reductores al interior.
 Dos transaminasas transforman al oxalacetato en
cetoglutarato para permitir su paso de membrana.

69. Mas activa en hígado y corazón

70. Lanzadera del malato (2)
NAD Malato Malato NAD
Malato deshidrogenasa Malato deshidrogenasa
oxalacetato oxalacetato NADH
NADH
Transaminasa Transaminasa
Alfa KG Alfa KG
Glutamato Aspártico Aspártico Glutamato
H H

72. Lanzadera del glicerofosfato
Glicerol 3P Glicerol 3P FAD
NAD
Glicerol 3P Glicerol 3P
deshidrogenasa deshidrogenasa
FADH
NADH Dihidroxiacetona P Dihidroxiacetona P

73. Vía de las Pentosas
Metabolismo de Fructosa
Metabolismo de Galactosa
Gluconeogénesis

74. Vía de la pentosa fosfato
 No es una vía esencialmente energética.
 Tiene dos funciones importantes: generar NADPH
para la síntesis de ácidos grasos y de esteroles.
Además provee ribosa para síntesis de nucleótidos.
 Genera tres moléculas de CO2 y 3 pentosas las
cuales producen dos hexosas y una triosa. Dos
triosas pueden regenerar una hexosa que se
metaboliza por la vía glicolítica.
 Es una vía citosólica , usa NADP como receptor de
H y tiene dos fases: oxidativa y no oxidativa

75. Vía de pentosas : metabolismo
deshidrog deshidrog 3CO2
3Glucosa 6P 3 6P-Gluconato
+
NADP NADPH+H NADP NADPH+H 3 Ribulosa 5P
3-Epimerasa Cetoisomerasa
Xilulosa 5P Ribosa 5P
Transcetolasas
Transcetolasas - TPP
Gliceraldehido3P Sedoheptulosa.7P
Transaldolasa
Fructosa 6P Eritrosa 4P
Glicerald. 3P + Glucosa 6P
Glucosa 6P

76. Vía de las pentosas:
características
 La vía es activa en hígado, tejido adiposo, suprarrenal,
tiroides, eritrocitos, testículos y glándulas mamarias durante
la lactancia.
 Su actividad es baja en el músculo..
 En todos los tejidos se necesita ribosa, luego el músculo
puede producirla por vía inversa de la pentosas a partir de
fructosa 6P.
 El NADPH permite reducir el glutation. Este último remueve
el H2O2 de los eritrocitos aumentando su vida.
NADPH2 GS-SG 2H2O
NADP 2GSH H2O2

77. Gluconeogénesis
 Es la síntesis de glucosa a partir de grasas o
proteínas.
 Por principio, gluconeogénesis y glicólisis son vías
opuestas en el metabolísmo.
 Existen en la glicólisis tres etapas que por su
desnivel energético deben sobrepasarse mediante
procedimientos alternos.
 La gluconeogénesis usa cuatro reacciones diferentes
para sobrepasar esas tres etapas.

78. Glicólisis y gluconeogénesis
 Hígado y riñón tienen todas las
enzimas de la gluconeogénesis, pero
Glucosa 80% se realiza en el hígado.
ATP Pi  La 1ra. etapa se realiza en la
Glucosa 6P mitocondria, transformando piruvato
en oxalacetato.
Fructosa 6P
ATP Pi  Las siguientes en el citosol y la última
Fructosa 1,6 PP en el retículo endoplasma
 Para una mol de glucosa se requiere 4
2 x Gliceraldehido 3P ATP y 2 GTP y NADH
1,3 Difosfoglicerato oxalacetato
GTP ATP
ATP
Fosfoenolpi- Piruvato
3 P Glicerato
ruvato

79. Enzimas de la gluconeogénesis
 Piruvato carboxilasa, enzima que transporta al grupo
carboxilo, mediada por la biotina
Piruvato + HCO3 + ATP ⇒ Oxalacetato + ADP + Pi
Biotina
 Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa: fuera de la mitocondria
trans-forma al oxalacetato en fosfoenolpirúvico. Requiere
de GTP.
Oxalacetato + GTP ⇒ Fosfoenolpiruvato + GDP + CO 2
 Fructosa difosfatasa: enzima citosólica
Fructosa1,6 PP + H 2O ⇒ F 6 P + Pi

80. Glucosa 6 fosfatasa
 Esta reacción sobrepasa la catalizada por la hexoquinasa o la
glucoquinasa.
 La enzima está localizada en el retículo endoplasma y tiene
cinco subunidades.
G6P Citosol
Pro.Regula
T1 con Ca++ T2 T3
G6Fos.asa
Luz del retículo
G6P Glucosa+Pi endoplasma

81. De dónde provienen los precursores
de la gluconeogénesis?
 Del tejido adiposo, el glicerol
Glucosa
(Glicerol fosfato-DHAP-glu-
aminoá cosa) de los triglicéridos.
PEP cidos  Del tejido muscular y los he-
matíes, el ácido láctico (áci-
do láctico-piruvato-glucosa).
Oxalacetato Alfa cetoglutarato  De la proteína muscular, la
amino alanina que se transamina a
ácidos
piruvato.
Fumarato  Otros aminoácidos, llamados
Succinil
glucogenéticos.
CoA aminoá
cidos

82.  La ingesta dietética es esporádica y no siempre
suficiente, luego el organismo debe suplementar la
glicemia a partir del glucógeno.
8:00h 12:00h 16:00h 20:00h 24:00h 4:00h 8:00h
Contenido de glucógeno del hígado durante el día

83. GLUCOGENO
 Es la forma de almacenamiento de
carbohidratos en los tejidos animales.
 Corresponde del 6 al 10% del peso
del hígado (aprox. 70 a 100 g) y del 1
al 2% del peso del músculo (aprox.
250 a 400g).
 Es un polímero de la alfa D glucosa,
con moléculas unidas por enlaces 1,4
y 1,6.
 El glucógeno muscular es fuente de
glucosa para este tejido, mientras que
el glucógeno hepático mantiene la
glicemia.

84.  El glucógeno se encuentra en el citosol de las células
(musculares, hepáticas, renales, etc.)
 En el músculo partículas beta con 60 000 residuos de
glucosa.
 El hígado gránulos grandes partículas alfa, agregados de
partículas beta.
 La estructura tiene una ramificación cada 10 moléculas
lineares .
 Cada molécula de glucógeno tiene una proteína llamada
glucogenina, unida covalentemente al carbohidrato.
 La cadena está formada por uniones glicosídicas alfa 1,4 y
la ramificaciones por uniones alfa 1,6.

85.  Está formado por múltiples
moléculas de alfa D-glucosa
unidas por enlaces
glicosídicos del tipo 1,4
para formar cadenas lineares
y, luego de 8 a 10 residuos
lineales una ramificación Enlace glucosídico 1,4 y 1,6
mediante un enlace 1,6.

86.  La glucosa 6P se convierte en
glucosa 1P por una mutasa.
 La glucosa 1,6 difosfato es un
intermediario de la reacción.
 La glucosa 1P reacciona con la
UTP para formar una glucosa
acivada : UDP-glucosa, que
inicia la síntesis de glucogeno.
 La hidrólisis del pirofosfato
resultante por una
pirofosfatasa garantiza la
continuidad de la reacción,
catalizada por la glucógeno
sintetasa, encargada de la
elongación de la cadena.

87.  Requiere la tranferencia de una glucosa del UDP-
glucosa, al extremo no reductor de la cadena.
 La enzima responsable de formar los enlaces
glicosídicos es la glucógeno sintetasa y la enzima
ramificante es la glucosil transferasa.
 La UDP resultante de la actividad de la sintetasa
regenera UTP gracias a la enzima nucleósido
difosfoquinasa.
 UDP + ATP --------------UTP + ADP

88. sintetasa ramificante

89.  El glucógeno tiene ramificaciones cada 8 unidades lineares de
glucosa.
 Se produce gracias a la actividad de la enzima ramificante o
glucosil 4,6 transferasa
 Dicha enzima transfiere 5 a 8 unidades de glucosa, rompiendo
un enlace 1,4 y creando un enlace 1,6.
 La ramificación incrementa la solubilidad del glucógeno y
acelera el proceso de síntesis y degradación

90. Tyr-OH
Glicogenina
8 UDP-glucosa
Glicosilación
expontánea 8 UDP
 Proteína de 332
aminoácidos con una Tyr-O-(glucosa)8
Glicogenina primaria
tirosina terminal.
Glucógeno sintetasa
 Ella se une a 8 glucosas nUDP-glucosa
Enzima ramificante
expontáneamente que nUDP
sirve como un cebador o
Tyr-O-- (Glucosa) n α –1,4-
iniciador de la síntesis de y α 1,6
glucógeno por acción de
la glucógeno sintetasa.
Complejo Glucogenina-Glucógeno

91.  La más importante enzima
involucrada es la
glucógeno fosforilasa.
 Ella rompe los enlaces alfa
1,4 por simple fosforilación,
generando glucosa 1
fosfato, posteriormente se
isomeriza a glucosa 6-P
 La glucógeno fosforilasa
actúa secuencialmente
hasta que quedan cuatro
unidades antes de la
ramificación . Dextrina
limitante.

92.  La enzima
desramificante es la
combinación de la
glucosil 1,4---1,4
transferasa, que rompe
tres glucosas de la
ramificación y la anexa a
un extremo para que
actúe la fosforilasa y la
amilo 1,6 glucosidasa
rompe el punto de
ramificación, que libera
la única glucosa libre.

93. Glucógeno
UDP
GlucógenoFosforilasa+
Glucógeno sintetasa +
Glucano transferasa
Enz.ramificante Enz.desramificante
UDPglucosa
Glucosa 1P
2Pi
Glucosa 6P
Glucosa 6 Glucoquinasa
UTP Fosfatasa
(H2O) (ATP+Mg)
Glucosa

94.  La fosforilasa existe bajo dos formas, activa o fosforilada e
inactiva o defosforilada
 Por lo tanto aquellas hormonas que estimulan la presencia
de AMPc activan a la proteín quinasa y esta activa a la
fosforilasa quinasa y esta a la glucógeno fosforilasa . Y la
insulina que activa a la proteín fosfatasa inactiva a la
glucógeno fosforilasa .
Glucagon + Epinefrina, adrenalina
ATP AMPc
Fosforilasa quinasa Fosforilasa quinasa
inactiva activa
Glucógeno fosforil. Glucógeno fosforil.
inactiva activa
Fosfatasa
Insulina +
Inactiva a la glucogeno fosforilasa

95.  La glucógeno sintetasa es inactivada por la proteín
quinasa, que a su vez es activada por la presencia de
AMPc, segundo mensajero del glucagon o epinefrina
 La glucógeno sintetasa es activada por la proteín fosfatasa,
activada a su vez por la insulina.
Glucagon + Epinefrina
ATP AMPc
+ Protein quinasa
Sintetasa
activa Sintetasa
inactiva
Protein fosfatasa +
Insulina