Resumen de las vías metabólicas de carbohidratos

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

FACULTAD DE SALUD PÚBLICA Y NUTRICIÓN

LICENCIATURA EN NUTRICIÓN

UNIDAD DE APRENDIZAJE: Bioquímica Metabólica

EVIDENCIA 2.1 – Resumen de las vías metabólicas de carbohidratos.

 Docente: Bricehidy Garza

Alumno: De la Garza López Fátima Alejandra

Matricula: 1818656

Grupo: 404

                                   Monterrey, Nuevo León a 4 de febrero del 2020

GLUCOLISIS

Es una ruta metabólica que sirve de paso inicial para el catabolismo de carbohidratos en los seres vivos. La glucólisis también llamada “vía de Emden-Meyerhof-Parbas, durante de esto una vía antigua que se encuentra en casi todos los organismos de captura una cantidad pequeña de energía al convertir una molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato. En este proceso se oxidan numerosos átomos de carbono. La síntesis y la utilización de la glucosa, el combustible principal de la mayoría de los organismos, son el centro de cualquier exposición sobre el metabolismo de carbohidratos. Las moléculas de glucosa que no se requieren para producir energía inmediata se almacenan en forma de glucógeno en el hígado y en los músculos.

Regulación alostérica de la glucolisis:

Los efectores alostéricos son moléculas cuya concentración en las células es un indicador sensible del estado metabólico de las mismas. Algunos efectores alostéricos son productos metabólicos. Por ejemplo: las hexocinasas I II y III se inhiben por el exceso de glucosa-6-fosfato. Varias moléculas relacionadas con la obtención de energía también actúan como efectores alostéricos

De las tres enzimas clave de la glucólisis, la PFK-1 es la que se regula en forma más estricta. Su actividad inhibe alostéricamente por concentraciones altas de ATP y citrato, indicadores de que la carga energética celular está cubierta y de que el ácido cítrico, el principal elemento de la capacidad generadora de energía celular, redujo su actividad. Otras enzimas: Hexocinasa, Piruvato cinasa y la antes mencionada PFK-1

En los organismos anaerobios, el piruvato se convierte en productos de desecho en un proceso denominado fermentación. En cambio en presencia del oxígeno, las células de los organismos aeróbicos convierten el piruvato en CO2 y H2O.

El ATP forma complejos con el Mg+ (magnesio 2, complejos catalizados por cinasas), en condiciones intracelulares la reacción es irreversible. La aldosa glucosa-6-fosfato se convierte en cetosa fructosa-6-fosfato por medio de la Fosfoglucosa Isomerasa (PGI- en un intermedio enodiol) en una reacción reversible.

La Fosfofructocinasa-1 (PFK-1) cataliza de forma irreversible la fosforilacion  de la fructosa-6-fosfato así formando una fructosa-1,6-difosfato (Síntesis; Aquí finalizando la fase 1 de la glucolisis con el desdoblamiento de esta.), se divide formando dos Triosas.

En dos moléculas de tres carbonos: En una escisión aldolica (enzima Aldolasa; en estas escisiones aldolicas los productos son aldehído y cetonas). Dividiendo  en dos triosa fosfato, el gliceraldehido-3-fosfato (G-3-P) y la dehidroxiacetona fosfato (DHAP), así la triosa fosfato isomerasa cataliza la conversión reversible del DHAP en G-3-P. Mediante la oxidación del gliceraldehido-3-fosfato se fosforila a él glicerato-1,3-difosfato. La enzima que cataliza esta oxidación Gliceraldehido-3-fosfato deshidrogenasa, es dependiente del NAD. Al formar la enzima un enlace covalente tioester, los hidrógenos eliminados se transfieren al NAD. El aducto acilo-enzima es atacado por el fosfato inorgánico (Pi) y el producto abandona el sitio activo.

Continuando con la reacción se sintetiza ATP al catalizar la fosfoglicerato cinasa la transferencia de un grupo fosfato de energía elevada del gliceraldehido-1,3-difosfato al ADP, lo que forma ATP (fosforilacion en el ámbito de sustrato). Así la toxicidad del arsénico depende de la competencia del arsentao con el fosfato inorgánico en esta reacción anterior para dar 1-arseno-3-fosfoglicerato hacia 3-fosfoglicerato sin formar ATP. Dando la Fosfoglicerato mutasa isomeriza el 3-fosfoglicerato hacia 2-fosfoglicerato. Dando probable que el glicerato-2,3-difosfato sea un intermediario en esta reacción. La enzima Enalasa comprende una deshidratación que forma fosfoenolpiruvato (PEP) se transfiere mediante la Piruvato cinasa para formar dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa. La reacción catalizada por el enol-piruvato, que pasa por una isomerización espontanea hacia piruvato del modo que el producto no está disponible para pasar por la reacción inversa.

GLUCONEOGENESIS  

Proceso de síntesis de glucosa o de glucógeno a partir de precursores que no son carbohidratos.

Ciclo de Cori

Ciclo de Alanina

La enzima Piruvato Carboxilasa mitocondrial cataliza la carboxilacion de piruvato a oxaloacetato, una reacción que necesita ATP en la cual la vitamina biotina es la coenzima. La biotina se une al CO2 como carboxibiotina antes de la adición del CO2 al piruvato. El oxaloacetato resultante reducido a malato (malato deshidrogenasa mitocondrial), exportándolo desde la mitocondria hacia el citosol porque la mitocondria es impermeable al oxaloacetato y ahí oxidado de regreso a oxaloacetato. 

Una segunda enzima, la fosfoenolpiruvato carboxicinasa, cataliza la descarboxilacion y fosforilacion de oxaloacetato a fosfoenolpiruvato usando GTP como el donador de fosfato. Y este GTP se usa para la reacción de fosfoenolpiruvato carboxicinasa, lo que proporciona un enlace entre la actividad del ciclo del ácido cítrico y la gluconeogénesis (prevenir eliminación excesiva de oxaloacetato, lo que alteraría la actividad del ciclo del ácido cítrico.

La fructosa 1,6 bisfosfatasa cataliza la conversión de fructosa 1,6-bisfosfato en fructosa 6-fosfato, su presencia determina si un tejido tiene la capacidad para sintetizar glucosa no solo para partir el piruvato, sino también a partir de triosas fosfato. La glucosa 6-fosfatasa cataliza la conversión de glucosa 6-fosfato en glucosa. La fosforilasa cataliza la degradación de glucógeno a glucosa 1-fosfato. Las síntesis de glucógeno comprenden una vía diferente por medio de la uridina difosfato glucosa y la glucógeno sintasa

GLUCOGENESIS

El glucógeno es el principal carbohidrato de almacenamiento en animales; corresponde al almidón en los vegetales, se puede encontrar en hígado y músculos, con cantidades modestas en el cerebro. El glucógeno muscular proporciona una fuente fácilmente disponible de glucosa 1-fosfato para glucolisis dentro del musculo en sí. El glucógeno hepático funciona para almacenar glucosa y exportarla para mantener la concentración de glucosa en sangre durante el estado de ayuno. La estructura muy ramificada del glucógeno proporciona un gran número de sitios para glucogenolisis, lo cual permite la liberación rápida de glucosa 1-fosfato para la actividad muscular. La síntesis de glucógeno ocurre después de una comida, cuando la concentración sanguínea de glucosa se eleva. Se controla principalmente por tres hormonas: insulina, glucagón y epinefrina.

Al igual que en la glucolisis, la glucosa se fosforila hacia glucosa 6- fosfato, lo cual es catalizado por la hexocinasa en el musculo y la glucocinasa en el hígado. La síntesis de glucógeno a partir de glucosa-6-fosfato implica la siguiente serie de reacciones:

1. Síntesis de glucosa-1-fosfato: La glucosa-6-fosfato se convierte en forma reversible en glucosa-1-fosfato a través de la fosfoglucomutasa, una enzima que contiene el grupo fosfato unido a un residuo de serina reactivo: el grupo fosfato de la enzima se transfiere a la glucosa-6-fosfato, formando glucosa-1,6- difosfato. Al formarse la glucosa-1-fosfato, el grupo fosfato unido a C-6 se transfiere al residuo de serina de la enzima.

1. Síntesis de UDP- Glucosa: (uridina difosfato): La formación del enlace glucosidico es un proceso endergonico. La formación de productos derivados del azúcar con un buen grupo saliente proporciona la fuerza impulsora, para la mayoría de las reacciones de transferencia de azúcares. Por esta razón la síntesis de un nucleótido- azúcar es una reacción común que precede a la transferencia de azúcar y a los procesos de polimerización. El difosfato uridina-glucosa (UDP-glucosa) es más reactiva que la glucosa y se mantiene de forma más segura en el sitio activo de las enzimas que catalizan las reacciones de transferencia.

1. Síntesis de glucógeno a partir de UDP-glucosa: La formación de glucógeno a partir de UDP- glucosa requiere dos enzimas: a) de la glucógeno sintasa que cataliza la transferencia de un grupo glucosilo del UDP- glucosa a los extremos no reductores del glucógeno y b) de la amilo glucosilo transferasa (enzima ramificante) que crea los enlaces para las ramificaciones de la molécula. La síntesis de glucógeno requiere de un tetrasacarido preexistente formado por cuatro residuos glucosilo con enlaces a. El primero de estos residuos se une a un residuo de tirosina específico en una proteína “cebadora” que recibe el nombre de glucogenina. Después la sintasa de glucógeno y una enzima ramificante extienden la cadena de glucógeno. en el citoplasma de las células hepáticas.

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