Bioquímica metabólica. Metabolismo

Nombre: Saúl Ramírez Ferniza

Matrícula: 2729845

Nombre del curso: 

Bioquímica metabólica

Nombre del profesor:

Odila Alejandra Esquivel Herrera

Módulo:

3. Metabolismo

Actividad:

Evidencia 3

Fecha:  26/11/2014

Bibliografía:

http://es.wikipedia.org/wiki/Gluc%C3%B3lisis#Etapas_de_la_gluc.C3.B3lisis

Vía metabólica

Órganelo

Función

Sustrato

Producto

Enzima

Hormona responsable

Balance energético

Glucólisis

Es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula.

La glucolisis ocurre en el citosol de la célula, este es la parte liquida del citoplasma y esta determinado por la membrana celular y la membrana nuclear.

Las funciones son:

- Generar moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de energía celular en procesos de respiración aeróbica y fermentación.

- Generación de piruvato que pasar al ciclo de Krebs, como parte de la respiración aeróbica.

- La producción de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser usados en otros procesos.

1. Glucosa (Fosforilacion)

2. Glucosa-6-fosfato (Isomerizacion).

3. Fructosa-6-fosfato  

(Fosforilacion)

4. Fructosa-1.6-Bifosfato

(Rompimiento)

5. Dihidroxiacetona  -fosfato y Gliceraldheido- 3-Fosfato

(Isomerizacion).

6. 1.3- Difosfoglicerato.

(Oxidación).

7. 3-Fosfoglicerato

(Transferencia).

8. 2-Fosfoglicerato

(Isomerizacion).

9. Fosfoenol

Piruvato

(Deshidratación).

10. Piruvato

(Transferencia).

Piruvato.

El piruvato entra a la mitocondria y se convierte en Acetil-CoA; posteriormente continúa con el ciclo de Krebs y finalmente con la cadena respiratoria, hasta formar CO2 y H2O con grandes cantidades de energía.

1.Hexoquinasa

2.Glucosa fosfato isomerasa

3.Fosfofructoquinasa.

4.Aldolasa

5.Triosa fosfato

6.Gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa

7.3 fosforglicerato quinasa.

8.Mutasa

9.Enolasa

10.Piruvato quinasa

Insulina:

Interviene en el aprovechamiento metabólico de los nutrientes, sobre todo con el anabolismo de los hidratos de carbono.

Glucagón:

Eleva el nivel de glucosa en la sangre lo contrario a la insulina.

Balance neto de un ciclo de glucólisis aeróbica = 7 ATP

Piruvato → 
Acetil CoA

Es una descarboxilación oxidativa y es la etapa previa al ciclo de Krebs y posterior a la glucólisis en el proceso de respiración celular

Matriz mitocondrial

Transforma el piruvato en Acetil-CoA

 Piruvato

Acetil-CoA

1.Piruvato deshidrogenasa

2. Dihidrolipoamida transacetilasa

3. Dihidrolipoamida deshidogenasa

Insulina

Balance neto de este paso =

5 ATP

Ciclo de Krebs

Es una vía final común para la oxidación de carbohidratos, grasas y proteínas

Se lleva a cabo en la matriz de la mitocondria. 

- Producción de ATP.

- Desempeña un papel clave en el metabolismo y se considera una vía anfibólica.

- Proporciona precursores para la biosíntesis de ácidos grasos.

- Produce la mayor parte del Dióxido de carbono en los tejidos animales.

Sustratos/Reacción

1.Citrato/

Deshidratación

2.cis-aconitato/

Isomeracion

3.Isocitrato/Oxidación

4.α-cetoglutarato/

Descarboxilacion

oxidativa

5.Succinil-CoA/

Hidrolisis

6.Succinato/Oxidación

7.Fumarato/

Adición (H2O)

8.L-Malato/Oxidación

Sustrato original:

Acetil-CoA

2 moléculas de CO2, y la obtención de energía en forma de ATP, o en sus equivalentes reductoresNADH o FADH2. 

1.Citrato sintasa

2.Aconitasa

3.

Isocitrato deshidrogenasa

4. α-cetoglutarato deshidrogenasa

5. Succinil CoA sintetasa

6. Succinato deshidrogenasa

7.Fumarato Hidratasa

8. Malato deshidrogenasa

Insulina

Balance neto de una vuelta al ciclo del ácido cítrico = 20 ATP

(Se producen 10 por cada molécula de Acetil-CoA).

2 GTP= 2 ATP

6 NADH X 2.5 ATP= 15 ATP

2 FADH X 1.5 ATP= 3 ATP

Glucólisis anaeróbica

Es la primera etapa de la respiración celular.

Ocurre en el citosol de la célula.

- Generar moléculas de alta energía (ATP y NADH) 

- La producción de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser utilizados en otros procesos celulares.

1. Glucosa

2. Glucosa-6-fosfato

3. Fructosa-6-fosfato  

4. Fructosa-1.6-Bifosfato

5. Dihidroxiacetona  -fosfato (izquierda) y Gliceraldheido- 3-Fosfato (derecha)

6. 1.3- Difosfoglicerato.

7. 3-Fosfoglicerato

8. 2-Fosfoglicerato

9. Fosfoenol

10. Piruvato

Lactato.

El piruvato se convierte en lactato en el mismo citoplasma con ayuda del NADH y se obtiene pequeñas cantidades de energía.

1.Fosfoglucoquinasa

2.Fosfofructoisomerasa

3.Fosfofructoquinasa

4.Aldolasa

5.Isomersa

6.Fosfogliceraldehidodeshidrogenasa

7.Fosfogliceratoquinasa

8.Glicerato

Mutasa

9.Enolasa

10.Fosfoenolpiruvicoquinasa

Insulina y Glucagón

Balance neto de un ciclo de glucólisis anaeróbica =

2 ATP

Gluconeogénesis

Es la formación de nuevas glucosas a partir de sustancias que no son hidratos de carbono.

Ocurre principalmente en el hígado.

Comienza en la mitocondria.

- Sintetiza la glucosa a partir de precursores no glúcidos.

- Utiliza ciertos aminoácidos como fuentes de carbono para la vía metabólica

1. Lactato

El lactato es una fuente predominante de átomos de carbonos para la síntesis de glucosa por la gluconeogénesis.

2. Piruvato

El piruvato que se genera en el músculo y otros tejidos periféricos, puede ser trans-aminado a alanina que es llevada al hígado para la gluconeogénesis.

3. Aminoácidos

Todos los aminoácidos presentes en las proteínas, excepto leucina y lisina, pueden ser degradados a intermediarios del ciclo de Krebs. Esto permite que los esqueletos de carbono de los aminoácidos se conviertan al esqueleto del oxaloacetato y luego a piruvato.

4. Glicerol

El glicerol de los lípidos pueden ser utilizados para la gluconeogénesis. Esto requiere la fosforilación de glicerol-3-fosfato-cinasa de glicerol y de deshidrogenación dihydroxyacetone fosfato (DHAP) por glicerol-3-fosfato deshidrogenasa

Glucosa

Las enzimas que participan en la vía glucolítica participan también en la gluconeogénesis; ambas rutas se diferencian por tres reacciones irreversibles que utilizan enzimas específicas de este proceso y los dos rodeos metabólicos de esta vía.

Estas reacciones son:

De glucosa a glucosa-6-fosfato.

De fructosa-6-fosfato a fructosa-1,6-bisfosfato.

De fosfoenolpiruvato a piruvato.

Glucagón

(Regulación por fructosa 2,6-bisfosfato) 

Insulina

(Regulación de la fosforilación)

Glucogenogénesis(anabolismo)

Es la ruta anabólica por la que tiene lugar la síntesis de glucógeno

El hígado es el órgano encargado de almacenar glucosa en forma de glucógeno. Esto ocurre en el citoplasma de sus células por medio de una reacción que requiere de energía. 

- Almacena glucógeno para reserva de energía.

- Permite ver la regulación de las vías metabólicas.

- Es de suma importancía en el hígado y músculo esquelético donde sirve como deposito de glucosa rapidamente convertible a glucosa sanguínea para su distribución a otros tejidos y formación de ATP para la contracción muscular respectivamente.

-La Glucosa se convierte en glucosa-6-fosfato mediante una reacción irreversible catalizada por la glucoquinasa o hexoquinasa dependiendo del tejido en cuestión.

- Glucosa-6-fosfato se convierte en glucosa-1-fosfato por la acción de la Fosfoglucomutasa, mediante la formación obligada de un compuesto intermediario, glucosa-1,6-bisfosfatasa.

- Glucosa-1-fosfato se convierte en UDP-glucosa por la acción de la UDP-glucosa pirofosforilasa (llamada también uridil transferasa).

Glucógeno

1.

Glucoquinasa

2.

Hexoquinasa

3.

Fosfoglucomutasa

4.

UDP-glucosa pirofosforilasa o uridil transferasa

5.

Glucógeno sintasa

6.

Enzima ramificadora de glucogeno

Es activada por insulina en respuesta a los altos niveles de glucosa, que pueden ser (por ejemplo) posteriores a la ingesta de alimentos con carbohidratos. 

Glucogenólisis
(catabolismo)

Es un proceso catabólico

Es llevado a cabo en el citosol

- Almacena glucogeno en el hígado

- Remociona glucosa en glucogeno mediante fosforilación para producir glucosa 1 fosfato

Sustrato inicial:

Molécula de glucosa de 6 carbonos

En músculo = glucosa-6-P 

•En hígado = glucosa

La glucógeno fosforilasa que segmenta secuencialmente los enlaces glucosídicos.

La fosfoglucomutasa que convierte la G1P en G6P la cual puede hidrolizarse a glucosa (en hígado) o seguir la vía glucolítica (hígado y músculo).

La Glucosil Transferasa α(1→4) y la amilo-1,6-glucosidasa, que se encarga de hidrolizar las ramificaciones.

Estimulada por el glucagón en el hígado, epinefrina (adrenalina) en el músculo e inhibida por la insulina. 

Vía Pentosa Fosfato

Es una ruta metabólica estrechamente relacionada con la glucólisis

Tiene lugar en el citosol, y puede dividirse en dos fases:

Fase oxidativa: se genera NADPH.

Fase no oxidativa: se sintetizan pentosas-fosfato y otros monosacáridos-fosfato. 

- Utiliza glucosa para generar ribosa.

- Se obtiene poder reductor en forma de NADPH

- Produce eritrosa-4-fosfato (E4P), necesaria para la síntesis de aminoácidos aromáticos.

Cetosa y aldosa en todas sus reacciones.

Fase oxidativa:

6-fosfogluconolactona + NADPH.

6-fosfogluconato + H+.

Ribulosa-5-fosfato + NADPH + CO2.

Fase no oxidativa:

Ribosa-5-fosfato.

Xilulosa-5-fosfato.

Gliceraldehído-3-fosfato + Sedoheptulosa-7-fosfato.

Eritrosa-4-fosfato + Fructosa-6-fosfato.

Gliceraldehído-3-fosfato + Fructosa-6-fosfato.

Fase oxidativa:

Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa.

6-Fosfoglucolactonasa.

6-Fosfoglucanato deshidrogenasa.

Fase no oxidativa:

Ribulosa-5-fosfato Isomerasa.

Ribulosa-5-fosfato 3-Epimerasa.

Transcetolasa

Transaldolasa

Transcetolasa

Es regulado por insulina