El documento presenta un resumen de las principales vías metabólicas de la glucosa y la producción de energía en la célula, incluyendo la glucólisis, el ciclo de Krebs, la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa. Explica cómo la oxidación de la glucosa y otros sustratos produce ATP a través de estas vías catabólicas centrales.

1. D I P L O M A
EN CIENCIAS DE LA ACTIVIDAD FISICA
2010
UNIVERSIDAD DE CHILE
Vías metabólicas de la glucosa
Glucólisis
Reacción de la piruvato deshidrogenasa
Ciclo de Krebs
Cadena respiratoria
Fosforilación oxidativa
Prof. BQ Jorge Soto Labbé
FACULTAD DE MEDICINA
UNIVERSIDAD DE CHILE

2. Glucógeno Glucosa
Vía glucogenogénica Vía gluconeogénica
reserva regulación de glicemia
GLUCOSA-6P
GLUCOSA
Vía de las pentosas oxidación Vía glucolítica
Ribosa-5-P Piruvato
NADPH ATP

3. EJE CATABÓLICO BÁSICO
Otros azúcares
Glucosa Acidos grasos
GLUCOLISIS
CO2
Piruvato Acetil-CoA FOSFORILACIÓN
OXIDATIVA
+ CO2 ATP
ADP + Pi
Oxalacetato
Aminoácidos
O2
CICLO (e- + H+)n
H2O
DE
KREBS CADENA
RESPIRATORIA

4. ATP (3 C) NAD+ NAD+
2NADH
D-Glucosa
ATP ADP ADP ADP
2ATP
ADP
Glucosa
(6 C)
α-D-Glucopiranosa ADP ADP
2ATP
FASE ENDERGÓNICA FASE EXERGÓNICA
Glucosa + 2NAD+ + 2ADP + Pi 2Piruvato + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O

8. Fosfohexosa
Hexoquinasa isomerasa Fosfofructoquinasa 1
Glucosa ∆G’° = -16,7 kJ/mol Glucosa-6P ∆G’° = -1,7 kJ/mol Fructosa-6P ∆G’° = -14,2 kJ/mol Fructosa-1,6 bisP
Reacciones irreversibles (3) Aldolasa
SIN FLECHA Reacciones reversibles (7) ∆G’° = 23,.8 kJ/mol
Fosfoglicerato Gliceraldehido-3-P Fosfotriosa
deshidrogenasa isomerasa
Dihidroxiacetona-P
quinasa
∆ ∆ ∆G’°
1,3--BisfosfogliceratoG’° = 6,3 kJ/mol Gliceraldehido-3-P = 7,5 kJ/mol
3--Fosfoglicerato G’° = -18,5 kJ/mol
Gliceraldehido-3-P
Fosfoglicerato
mutasa
∆G’° = 4,4 kJ/mol
Piruvato Lactato
quinasa deshidrogenasa
Enolasa
∆G’° = 7,5 kJ/mol ∆G’° = -31,4 kJ/mol ∆G’° = -25,1 kJ/mol
2--Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Piruvato Lactato

9. REGULACIÓN DE FOSFOFRUCTOQUINASA 1
Fructosa 2,6-bisfosfato
estimulan ADP
AMP
ATP
inhiben Citrato
H+

10. 2 ADP + 2 Pi 2 ATP
Glucosa
2 NADH
2 NAD+
+ 2H+ 2 Piruvato
2 Lactato
Fermentación láctica

11. Ciclo de Krebs
(Ciclo del ácido cítrico)
(Ciclo de los ácidos tricarboxílicos)
H
H C COO H
HO C COO H
H C COO H
H
Citrato
Ácido cítrico
Hans Adolf Krebs
(1900-1981)

12. EJE CATABÓLICO BÁSICO
Glucosa
GLUCOLISIS
FOSFORILACIÓN
Piruvato Acetil-CoA OXIDATIVA
+ CO2
ATP
OXAL ADP + Pi
O2
CICLO DE (e- + H+)n
H2O
KREBS
CADENA
RESPIRATORIA

13. Complejo piruvato
deshidrogenasa
GLUCOLISIS CICLO CITRICO
Piruvato CoA-SH CO2 Acetil-CoA

14. acetil-CoA
1
oxalacetato 2
NADH
8
NAD+ citrato
isocitrato
malato NAD+
3 NADH
CO2
7
α-cetoglutarato
fumarato
4
GDP + Pi
6 GTP NAD+
FADH2
5 NADH
FAD
CO2
succinato Succinil-CoA

15. Fosforilación a nivel de sustrato
Generación de equivalentes reductores
Cadena respiratoria: componentes y secuencia
Cadena respiratoria: inhibidores
Fosforilación oxidativa y acoplamiento
Hipótesis quimiosmótica de Mitchell

16. La fosforilación oxidativa
es un proceso en el cual
la energía de la oxidación biológica
es finalmente convertida
en la energía química del ATP

17. CICLO DE KREBS CADENA RESPIRATORIA
Glucosa
CO2 H2O
NAD+
NADH
citrato isocitrato
acetil-CoA
Piruvato
NAD+
NADH
α-cetoglutarato
oxalacetato
NAD+
NADH
Gliceraldehido-3-P
Fosfoenolpiruvato
NAD+
NADH
NAD+
NADH
Succinil-CoA
malato
1,3--Bisfosfoglicerato 3--Fosfoglicerato
FAD
FADH2 GDP
GTP
succinato
fumarato

18. Gliceraldehido-3-P + Pi + NAD+ 1,3-bisfosfoglicerato + NADH + H+
Piruvato + CoA + NAD+ acetil-CoA + CO2 + NADH + H+
Isocitrato + NAD+ α-cetoglutarato + CO2 + NADH + H+
α-Cetoglutarato + CoA + NAD+ succinil-CoA + CO2 + NADH + H+
Malato + NAD+ oxaloacetato + NADH + H+
β-Hidroxiacil-CoA + NAD+ β-cetoacil-CoA + NADH + H+
Glutamato + H2O + NAD+ α-cetoglutarato + NH4+ + NADH

19. -400
NAD+
∆G
Eº’ (mV) FMN
-200
0 CoQ
cit b
cit c1
200 cit c
cit a
cit a3
400
600
800
O2
Transportadores de electrones de la cadena respiratoria mitocondrial

20. Citoplasma
Membrana mitocondrial externa
Espacio intermembrana
H+ H+
H+ H+ H+ H+
H+ H+ H+ H+
e- e- e- e- e- e- e- e- e- e- e-
Cit Cit Cit Cit Cit -Cit c
c c c c ec
CoQ CoQe- CoQ CoQ CoQ e-CoQe-
e-
e- e- - e- -
e-CoQ e- CoQ CoQ CoQe-CoQ e+ -
e-
e-Cit c
FO
e- CoQ e e
Ie
H+
-
e-
e- e- e -
III
e- e H
- e- -
Membrana mitocondrial interna
e
IV e- +
H
e-
e- e- e-
e- +e- H+e-
H
e- -
II
e- e- H+
e-
e e- e-
e- +e-
H H+ H+e- F1
e- e- e- e-
e-
e- e-
H+ -
e- H+ H+ ATP
ADP
e e- e- O2
H2O H+
NAD+
NADH Succinato H+
Matriz mitocondrial
H+

21. 2H+
4H+
4H+
+ Espacio
+ + Cit c
+ + + intermembrana
+ + +
IV
I
CoQ +
II III +
- -
- Succinato Fumarato
-
1/2 O2 + 2H+ H O
2 H
+
NADH + H+ NAD+
- +
Matriz
ADP + Pi Fo
-
Potencial
químico Síntesis de ATP
Potencial ATP
F1 -
∆pH eléctrico ∆ψ
guiada por fuerza
(interior protón-motriz
(interior
negativo) - -
alcalino) - - -
ψ
∆G = 2,3RT(∆pH) + F(∆ψ)
1 ADP + Pi ATP + H2O ∆GO’ = 52 kJ/mol
ADP
2 NADH + H+ + ½O2 NAD+ + H2O ∆GO’ = -220 kJ/mol = 2,5
O
NADH + H+ + ½O2 + 3ADP + 3Pi NAD+ + 4H2O + 3ATP ∆GO’ = -64 kJ/mol
3 FADH2 + ½O2 FAD + H2O ∆GO’ = -152 kJ/mol ADP
= 1,5
O
FADH2 + ½O2 + 2ADP + 2Pi FAD + 4H2O + 2ATP ∆GO’ = -48 kJ/mol

22. NADH + H+ + ½ O 2 NAD+ + H2O
∆Gº’ = - 220 kJ/mol
FADH2 + ½ O 2 FAD + H2O
∆Gº’ = - 152 kJ/mol
NADH + 11H+N + ½ O 2 NAD+ + 10H+P + H2O
ADP + Pi ATP + H2O
∆Gº’ = 52 kJ/mol
ADP + Pi + nH+P ATP + H2O + nH+N
nADP + nPi + ½ O 2 + H+ + NADH nATP + H2O +
NAD+

23. CN- Oligomicina DNF
DESACOPLAMIENTO
Síntesis de ATP
Síntesis de ATP
Consumo de O2
Consumo de O2
Succinato ADP + Pi
ADP + Pi Succinato
tiempo tiempo

24. O2
H2O
Espacio
intermembrana Matriz
Cit c
O–
NO2
NO2
D Proteínas desacoplantes (UCP)
H+ H+
ADP + Pi
Valinomicina (K+) ATP
• V síntesisATP = 0
• Vconsumo O2 → ↑ H+
Proteína Calor
desacoplante UCP
(termogenina)