19. Para recordar…
Reacciones: 1, 3, 10 se pueden regular son irreversibles
Reacciones: 6, 9 se forman compuestos de alta energía,
donde se puede obtener ATP
Reacciones: 7, 10 donde se produce alta energía ATP
23. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Capitulo 13: Metabolismo de los hidratos de carbono
I: Procesos anaerobios en la generación de energía
metabólica
BERG. JEREMY. BIOQUIMICA/JEREMY (2008)
CAPITULO 11 CARBOHIDRATOS. EDICIÓN 6.
BARCELONA 2007
Notas del editor
Los hidratos de carbono son hidrofílicos
fuentes excelentes de energía y se almacenan en el cuerpo en forma de reservas energéticas, como glucógeno y triglicéridos (grasa). Tanto los hidratos de carbono como los lípidos pueden unirse a proteínas y desempeñar funciones estructurales y reguladoras importantes
definición clásica de un hidrato de carbono es la de un polihi- droxialdehído o una polihidroxicetona
tienen 2 grupos hidroxilo, y son el gliceraldehído y la dihidroxiacetona
Estos azúcares de 3 carbonos se denominan triosas; el sufijo «osa» designa un azúcar. El gliceral- dehído es una aldosa y la dihidroxiacetona es una cetosa.
Los hidratos de carbono son hidrofílicos
fuentes excelentes de energía y se almacenan en el cuerpo en forma de reservas energéticas, como glucógeno y triglicéridos (grasa). Tanto los hidratos de carbono como los lípidos pueden unirse a proteínas y desempeñar funciones estructurales y reguladoras importantes
Si observamos este carbohidrato, vemos que tiene 4 carbonos quirales, pero el que nos interesa para la nomenclatura es el ultimo
En esta forma Fisher, el OH esta esta a mano derecha y por tanto se denominara DEXTER O D
En el otro caso como el HO se encuentra a mano izquierda, este denominara laveo
Otro aspecto de la nomenclatura es la rotación de la luz polarizada, esto significa que cuando se somete a una luz polarizada un carbohidrato tipo monosacárido, no importa si es aldosa o cetosa, en un polarímetro, la luz va hacer rotada en un angulo especifico según sea el tipo de carbohidrato. Si la rotación se hace hacia la derecha, será positiva y si es hacia la izquierda será una rotación negativa.
Monosacaridos, o unidades monomericas. Son cristales blancos a temp ambiente. Y son solubles en agua que se disuelven en solutos polares. Se clasifican el aldosas y cetosas. Dicha clasificación esta dada por el carbono carbonilo
Estos azúcares de 3 carbonos se denominan triosas; el sufijo «osa» designa un azúcar. El gliceral- dehído es una aldosa y la dihidroxiacetona es una cetosa.
Los azúcares se clasifican en dos familias, d o l, según la configuración alrededor del centro asimétrico con el número más alto
Debido a sus centros asimétricos, los azúcares son compuestos ópticamente activos. La rotación del plano de la luz polarizada plana puede ser dextrógira (1) o levógira (2)
Como generalidad, debemos de saber que los azucares, glúcidos, o sacáridos, son definidos como Polihidroxialdheidos y Polihidroxiacetonas. Porque su nombre? Polihidroxi porque son macromoléculas contienen muchos hidroxilos o oxidrilos y aldheido o cetona porque contienen una función aldheido en el caso de la glucosa o una función cetosa como en el caso de la fructosa.
Para interés de esta presentación que es la glucolisis se hablara princpalmente de la GLUCOSA. Esta es una hexosa, es decir es un azúcar compuesto por 6 atomos de carbono.
Al hidrolizarse estos generan CARBBOHIDRATOS
Las tres representaciones, lineal, cíclica y forma de silla la mas usual
En la forma de silla podemas encontrar la alfa glucosa, cuyo oxidrilo numero uno se encuentra dirigido hacia abajo o la beta glucosa que es aquella en la que el oxidrilo se encuentra dirigido pero hacia arriba
La GLUCOSA es un monosacárido, principal fuente de energía en el organismo. Puede unirse mediante uniones glucosidicas, y formar polisacáridos que son de interés biológico, en especial en nuestro organismo es el glucógeno, que es una reserva de energía. Una reserva de glucosa en el organismo
Es de gran importancia hacer mención del citosol, porque es donde se va a desarrollar la glucolisis y una organela particular que es la mitocondria, que se relaciona con la descarboxilacion ocidativa del piruvato y del ciclo de Krebs. A grandes rasgos, la mitocondria contiene dos membranas, la interna y la externa, entre ambas se encuentra el espacio intermembranoso, en su interior encontramos la matriz mitocondrial, las crestas mitocondriales que son invaginaciones de la memebrana interna de la mitocondria
Enfocandonos en el tema como tal la GLUCOLISIS consiste en la ruptura de moléculas de glucosa. De “oxidación de moléculas de glucosa”
GLUCO: amor y LISIS de ruptura esta ruptura origina un compuesto de 3 carbonos “el PIRUVATO”
Parte de la energía de la hexosa se libera y se utiliza para la síntesis de ATP partir de ADP
Consta de 10 reacciones enzimáticas , donde c/ molecula de glucosa: (leer el cuadro)
Embden meyerhof, se lleva a cabo en el organismo
Entner doudoroff, es una glucolisis particular que se desarrolla en un grupo de bacterias reducidas como la seudomonar, la e-coli y otras pocas
En presencia de oxigeno el piruvato formado por la glucolisis, continua su oxidación, hasta obtener ATP , atraves de fosforilacion oxidstiva. En caso contrario el acido pirúvico, toma protones, hidrógenos, y se reduce a lactato
Al igual que las demás vías metabólicas, esta se regula por diferentes métodos, haciendo mas incapie en la regulación enzimática
La glucolisis anaeróbica: sin oxidación neta de azucares sustrato
Glucolisis aerobica: parte anaeróbica incial de una ruta de degradación global que comporta un consumo de oxigeno y la oxidación completa de los hidratos de carbono
GLUCOSA: principal combustible hidratado de carbono para la mayor parte de la celula
Fase de inverison de energía: se sintetizan azucares fosfato a costa de 2 moléculas de ATP (que se convierten en ADP) y el sustrato de 6 carbonos se desdobla en 2 azucares fosfato de 3 carbonos
Fase de generación de energía: triosas fosfato se convierten en compuestos de gran energía que transfieren 4 moléculas de fosfato al ADP dando lugar a 4 moles de ATP
Cuando escuchemos la terminación Asa en las rutas y vías metabólicas, debemos asociarlo con una enzima.
Las quinasas, se relacionan con el ATP, ya se que tomen un fosfato del ATP, para fosforilar una molecula o produzcan ATP como producto
Las ISOMERAS, estas crean isómeros, estos tendrán los mismo tipos de atomos, la misma cantidad de atomos pero lo que cambia es que se organizan de diferente manera
Las MUTASAS, cambian de lugar el grupo fosfato
Las DESHIDROGENASAS, quitan gralmente hidrógenos. Y recordemos que cada vez que actua una desihidrogenasa tiene que haber algún otro compuesta uu otra molecula que reciba los hidrógenos que se quitan. Generalmente es el NAD como en la glucolisis
Inicio de glucolisis
Sabemos que la glucosa ingresa al interior de la celula, una vez que esta dentro la celula la fosforila, esta reacción de fosforilacion, es decir de agregar un grupo fosfato a la glucsa, es catalizada por la enzima Hexoquinasa, esta toma un fosfato del ATP y la incorpora a la molecula de glucosa y obtengo como producto ADP. La enzima utiliza como cofactor EL mg+2
Una vez obtenida la glucosa 6 fosfato, la pasamos a fructosa 6 fosfato, como vemos conservaos el fosfato, y lo único que se cambia es de glucosa a fructosa, es decir que generamos un isómero.la enzima queparticipa es la fosfoglucosa isomerasa. Y la rx es reversible.
Una vez que obtengo la fructosa 6 fosfato, le agrego un fosfato mas, para pasarla a fructosa 1,6 bifosfato (bifosfato porque ahora son dos fosfatos, uno en el cabrono no. 1 y otro en el no. 6). Nuevamente el fosfato se toma del ATP y origina como producto el ADP. Por lo tanto
La fructosa 1,6 bifosfato, si la cortamos en medio, obtengo una molecula con 3 atomos de carbono con y un grupo fosfato y por el otro también. Entonces va haber una enzima que las va a cortar que es la fructosa bifosfato aldolasa, la aldolasa interviene porque va generar aldosa, es decir triosas, que son hidratos de carbono compuestos por 3 atomos de carbono. Se obtiene gliceraldehido 3, fosfato y la dihidroiacetona fosfato. A partir de aquí se va a multiplicar x 2 la glucolisis, xk esta 2da etapa de la glucolissi continua con el gliceraldehido 3 fosfato. Entonces se puede convertir un gliceraldehido fosfato en piruvato, que va hacer el producto final. Y como se obtiene la dihidroxiacetona fosfato, como es un isómero de gliceraldehido 3, fofato la puedo convertir en un gliceraldehido 3 fosfato atraves de la enzima triosa fosfato isomerasa.
X lo tanto voy a tener dos gliceraldehido 3 fosfato que pasaran por RX restantes que originaran los 2 piruvatos
Una vez obtenido el gliceraldehido 3, fofato se convertirá en 1,3 bifosfatoglicerato, donde se añade un grupo fosfato mas. La rx es catalizada por la E gliceraldehido fosfato deshidrogenasa, para ello ingresa NAD oxidado, toma los 2 hidrogenas que la enzima le quito al gliceraldehido 3, fosfto y se obtiene nadh rducido, que se va a la cadena transportadora de electrones. Tambien ingresa un fosfato y como cofactor el M´g+2
En la siguiente rx, el ADP TOMA EL grupo fosfato y origina ATP
En la sig, solo se cambia de poscion el grupo fosfato
Como dijimos, en presencia de oxigeno nuestro piruvatos producidos podrían convertirse en ACETIL coa, entrar al ciclo de Krebs, pasar a la cadena transprtadora de electrones y obtener ATP apartir de la fosforilacion oxidativa
En cambio en una glucolisis anaeróbica, como carezco de oxigeno se produce una fermentación. En este caso es la fermentación láctica, donde 2 piruvatos o acidos pirúvicos se convierten en 2 moléculas de lactato o acido láctico, donde actua la enzima desihrogenasa láctica, que incorpora protones o hidrógenos de una molecula de NADH al piruvato y lo convierte en acido láctico y obtengo un producto NAD reducido
Bueno, en la glucolisis obtenemos un equivalente a 8 ATP como energía, entonces si se continua oxidando los piruvatos, es decir los convertimos en ACETIL coa y entran al ciclo de kkrebs, este otorgara 24 ATP mas, con esos 2 piruvatos mas los ATP que se obtienen cuando convertimos los piruvatos en ACETIL COA. Por lo tanto la oxidación comleta genera un total de 36 o 38 ATP como ganacia energética
En la fermentación láctica vemos que el piruvato se reduce a acido láctico. Como ganacia en la fermentación obtenes 8 ATP
Como vemos la respiración celular es mas eficiente, nos otorga mas energía que realizando la fermentación láctica
La segunda pregunta… pues se crei que durante el ejercicio se empleaba todo el oxigeno y por ende se realizaban procesos anaeróbicos, porque la producción de acido láctico durante el ejercicio en exceso es muy poca. Por otra parte el acido láctico no puede cristalizar en los musculos y además es un acido débil. Actualmente se considera que la fatiga muscular debido al ejercicio excesivo se debe al rompimiento de las miofibrillas musculares.
La regulaicon va estar dada por las tres rx irreversibles.
La hexoquinasa se va activar si en el interior de la celula hay gran cantidad de glucosa
Si hay auento de la glucosa 6 fosfato se va a inhibir
Los hidratos de carbono son hidrofílicos
fuentes excelentes de energía y se almacenan en el cuerpo en forma de reservas energéticas, como glucógeno y triglicéridos (grasa). Tanto los hidratos de carbono como los lípidos pueden unirse a proteínas y desempeñar funciones estructurales y reguladoras importantes
Para comenzar hablar de lo que es la Descarboxilacion oxidativa del piruvato, tenemos que analizar el nombre de la reacción, como se menciona “ es una Descarboxilacion oxidativa del piruvato”. Vimos que en el caso de la glucolisis la glucosa se oxidaba a piruvato y ese piruvato contiaba oxidándose hasta obtener energía en la cadena transportadora de lectrones, como continua oxidndo se die que es una descarboxialcion ocidativa
Xke DESCARBOXILACION, la misma palabra lo dice, “porque pierde carbono” y vemos que el piruvato pierden un carbono y oxigeneo en forma de co2
Analisando el esquema, es una manera simple de representarla, donde participa el complejo del piruvato desihidrogensa, que es un complejo enzimático, no hay que confundirse con una enzima, porque este esta conpuesto por 3 enzimas, que son denominados como E1, E2, E3 A forma simple pero que veremos mas adelnate
Este complejo utiliza 5 coenzimas que son NAD+ en forma oxidada, el PPT, el LIPOATO, la COENZIM A, porque se producirá Acetil COA y el FAD en estado oxidado
El piruvato, si recordaos era el producto final de la glucolisis; una molecula de glucosa con 6 carbonos se reduce a dos moléculas de piruvato de 3 carbons cada uno
En una primera enstancia vemos que el piruvat tiene un carbono unido a dos oxigeno, esta función es la función carboxilo que se va a desprender en forma de co2 x lo tanto nos quedara 2 carbonos que se unirán a una COA dando como producto el acetil coa. En esta reacción se liberan hidrógenos que son receptados por ese FAD Y EL nad y se obtiene como producto NADH +H reducido, este al irse a la cadena transportadora origina ATP
Como la glucolisis da 2 piruvatos el proceso se repite dos veces
X lo tanto se obtendrán 2 NADH+H reducidos que se iran a la cadena transportadora y x fosforilacion oxidativa se obtienen 6 ATP
