Carbohidratos Y Su Metabolismo

14. describir la glicolisis indicando su localización tisular y subcelular, enzimas, intermediarios, coenzimas y los ATP netos producidos.

Recuerda indicar: RUTA GLUCOLITICA, LOCALIZACION, INTERMEDIARIOS, ENZIMAS, COENZIMAS, BALANCE ENERGETICO, NADH GENERADOS.

A manera de introducción, la glucosa se metaboliza en el citosol de las células animales, vegetales y en gran variedad de microorganismos, por medio de una secuencia de reacciones catalizadas enzimáticamente. Esta serie de 10 reacciones se denomina glucolisis, el producto final de la glucolisis es el piruvato. Existen dos tipos de glucolisis aeróbica y anaeróbica. [Pág. 140, S.C]

Cabe destacar que la glucolisis se da en casi todos los tejidos, sin embargo, más adelante se describirá cuáles son los tejidos que más utilizan esta vía metabólica.

Esta vía metabólica utiliza dos moléculas de piruvato, dos coenzimas de NADH y cuatro (4) moléculas de ATP por mol de glucosa.

El producto final de la glucolisis es el piruvato, además se forman como gasto energético dos moles ATP por mol de glucosa, que representan como producto neto.

En la glucolisis aeróbica se requiere oxígeno para reoxidar el NADH formado durante la oxidación de gliceraldehido 3-fosfato. Posteriormente mediante la descarboxilacion oxidativa del piruvato (que es el producto final) produce acetil-CoA, combustible de primera importancia en el ciclo de KREBS.

Por otra parte, de manera alternativa, la glucosa se puede convertir en piruvato, al que reduce el NADH para formar lactato, esto se conoce como glucolisis anaeróbica porque puede ocurrir sin que participe el oxígeno. La glucolisis anaeróbica permite la producción continua de ATP en las células que carecen de mitocondrias como los eritrocitos por ejemplo. [Pagina 108 Champé].

La ubicación tisular de la glucolisis anaeróbica es en las células que no poseen mitocondrias como el eritrocito y en el músculo muy activo, donde la producción de NADH excede a la capacidad oxidativa de la cadena respiratoria. Al igual que en los tejidos anóxicos.

Las enzimas que intervienen en la regulación de la glucolisis o enzimas regulables de la glucolisis, son tres: Hexoquinasa, Fosfofructoquinasa y piruvato quinasa.

La hexoquinasa: tiene especificidad amplia de sustratos y puede fosforilar diversas hexosas además de la glucosa. La inhibe el producto de la reacción glucosa 6-fosfato, que se acumula. Además la hexoquinasa tiene un km bajo, por lo tanto posee una afinidad elevada por la glucosa. Esto permite la fosforilacion eficiente de la glucosa. Sin embargo, la hexocinasa tiene una Vmax baja por la glucosa. A Diferencia de la glucoquinasa (hexoquinasa IV) que es la enzima predominante encargada de la fosforilación de la glucosa en las células parenquimatosas hepáticas y las células insulares del páncreas, determinando el umbral para la secreción de la glucosa durante la hiperglicemia.

Cabe diferenciar la hexoquinasa de la glucoquinasa.

Fosfofructocinasa: es el punto de control más importante y la etapa limitante del ritmo de la glucolisis. La PFK-1 es inhibida de manera alosterica (efector alosterico negativo) por las concentraciones elevadas de ATP, que actúa como señal “rica en energía” que indica abundancia de compuestos de alta energía, dado a que el ATP se une a la conformación T, como consecuencia disminuye la afinidad de la enzima por la fructosa 6-fosfato.. Las concentraciones elevadas de citrato inhiben también a la PFK-1. Mientras que los efectores alostéricos positivos son el AMP y la fructosa 2,6bifosfato, se activa cuando hay concentraciones elevadas de AMPc, que señala que las reservas energéticas de la célula se han agotado. Este nucleótido se une a la conformación R. (recordemos que la fosfofructoquinasa es una enzima tetramerica que presenta los estados tenso y relajado).

La piruvato cinasa: en el hígado, la piruvato cinasa es activada por la fosfoenolpiruvato y la fructosa 1,6-difosfato que es producto de la reacción de la fosfofructocinasa.

La conformación menos activa está dada por ATP, alanina, Mg , K y algunos otros aminoácidos que bloquean a la piruvato quinasa.

15. identificar en la glicolisis los sitios de generación de ATP y de coenzimas reducidas.

Sitios de generación de ATP. (Sustrato, cofactor, enzima y producto).

Dos sitios:

1. Síntesis de 3-fosfoglicerato que produce ATP [Champé Pág. 115].

Cuando el 1,3-BPG se convierte en 3- fosfoglicerato, se utiliza el grupo fosfato de alta energía del 1,3-BPG para sintetizar ATP a partir del ADP. Esta reacción es catalizada por la fosfoglicerato quinasa, que, a diferencia de las demás quinasas, es reversible desde el punto de vista fisiológico. Como se forman dos moléculas de 1,3-BPG a partir de cada molécula de glucosa, esta reacción de quinasa restituye las dos moléculas de ATP consumidas (recordemos que se consumió dos moléculas de ATP al comienzo de la vía glucolitica).

Sustrato= 3-fosfoglicerato.

Enzima= fosfoglicerato quinasa.

Producto= Dos moléculas de ATP.

2. Formación de piruvato que produce ATP.

La conversión del fosfoenolpiruvato en piruvato es catalizada por la piruvato quinasa, que es la tercera reacción irreversible de la glucolisis. Esto favorece la formación de ATP. [Este es un ejemplo de fosforilacion a nivel de sustrato].

Sitios de generación de coenzimas reducidas: (sustrato, cofactor, enzima y producto).

La conversión de gliceraldehido 3-fosfato en 1,3-difosfoglicerato por la acción de la deshidrogenasa del gliceraldehido 3-fosfato es la primera reacción de óxido-reducción de la glucolisis.

Debido a que hay una cantidad limitada de NAD en la célula, el NADH formado debe re oxidarse a NAD para continuar la vía glucolitica y así sucesivamente.

RECUERDA: En la glicolisis hay dos fosforilaciones a nivel de sustrato.

16. Explicar el papel regulador de la relación [NAD]/ [NADH] en la glicolisis.

RECUERDA: debes saber la producción y consumo de NAD y NADH.

Oxidación

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