Biosintesis de carbohidratos

- Gluconeogénesis

- Glucogeno-génesis

Los procesos de biosíntesis no son nunca la simple inversion de las correspondientes rutas catabólicas

Proceso activo después de una ingesta rica en Hidratos de Carbono

Tiene lugar principalmente en los animales superiores.

PRECURSORES:

GLUCOSA

LACTATO ALANINA

GLU Glu-6-P

Glu-1-P

Citoplasma de la célula

BIOSINTESIS DE GLUCOGENO GLUCOGENO-GENESIS

GLUCOGENOGENESIS

• La biosíntesis de glucógeno está coordinada recíprocamente con la degradación .

• Es una vía importante en hígado y músculo

• La UDP-glucosa es el sustrato de la enzima glucógeno sintasa

• Se inicia con glucosa-6-fosfato que se convierte en glucosa-1-fosfato por acción de una mutasa.

Enzimas que intervienen en el proceso de sintesis de glucógeno o glucógeno-genesis

Fosfoglucomutasa

UDP-glucosa pirofosforilasa

Glucogeno sintasa

Enzima ramificante

Fosfoglucomutasa:

GLU-6-P GLU-1-P

UDP-glucosa pirofosforilasaGLU-1-P + UTP UDP GLU + PPi

Glucogeno sintasa ó sintetasaUDP GLU + Glucogeno (n)

Glucogeno (n+ 1) + UDPUnión -1,4

Enzima ramificante :

Amilo (1,4 1,6) glucosil transferasa

Forma enlaces glicosídico (1,6) para las ramificaciones de la molécula de glucógeno

FORMACION DE UDP-Glucosa

LUIS LELOIR (1906-1988), Premio Nobel en Química Año 1970, discípulo de Houssay

Identificó el papel de la UDP.-Glu

Glucosa-1-fosfato

Glucosa-6-fosfato

Glucosa

Hexoquinasa

Fosfoglucomutasa

UDP-Glucosa

UDP-Glu fosforilasaUTP

UDP

UDP-glucosa

Glucógeno (extremo no reductor)

UDPGlucógeno sintasa

Nuevo extremo no reductor

REACCION DE LA GLUCOGENO SINTASA

n

Uridina

Uridina

Gasto Energético en la Glucógeno-génesis

• Glucosa-6-P 1 ATP

• Activación de glucosa 1 UTP

(UDP + ATP = UTP + ADP)

• Hidrólisis PP a 2 Pi (se rompe una unión de alta energía)

Por la unión de una molécula de glucosa se gastan 2 ATP.

Regulacion de la Glucógenogenesis

Hay una regulación recíproca entre la glucógenogenesis y la glucógenolisis

INACTIVA

ó Menos activa

ACTIVA

Glucogeno sintasa b

CH2O-

CH2O-

P

P

Glucogeno sintasa a

CH2OH

CH2OH

Hormonal(+) Insulina(-) Adrenalina ó Glucagón

Regulación Hormonal de la GLUCÓGENO-GENESIS

Alostérica

(+) Glucosa-6-fosfato(-)Ca++

(-) Glucógeno

Glucógeno sintasa

GLUCOSA

GLUCOSA-6-P

GLUCOGENO n+1

GLUCOSA-1-P

UDPG

UTP

UDPG-pirofosforilasa

Glucógeno sintetasa Glucógeno

fosforilasa

Pi

GLUCOGENO (n)

Enzima ramificante

GLUCOGENO n-1

La biosíntesis y degradación están coordinadamente reguladas

Fosforilación

INACTIVA

Fosforilación

ACTIVA

UDP

Enzima desramificante

GLUCONEOGENESIS

• TIENE LUGAR PRINCIPALMENTE EN HIGADO

• SE SINTETIZA GLUCOSA A PARTIR DE PRECURSORES QUE NO SON

HIDRATOS DE CARBONO.

• PRECURSORES:

• GLICEROL

• -CETOACIDOS

• LACTATO

• PIRUVATO

• ES UN PROCESO QUE CONSUME ENERGIA

REACCIONES DE LA VIA GLUCONEOGENICA

• TIENE TRES REACCIONES DIFERENTES A LA VIA GLICOLITICA

• LAS TRES REACCIONES IRREVERSIBLES SON REVERTIDAS POR TRES ENZIMAS DIFERENTES:

• PIRUVATO CARBOXILASA

• FOSFOENOLPIRUVATO CARBOXIQUINASA

• FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATASA

PIRUVATO CARBOXILASA

FOSFOENOLPIRUVATO CARBOXIQUINASA

PIRUVATO + CO2 + H2O OXALACETATO + H+

ADP+ Pi

biotina

OXALACETATO FOSFOENOLPIRUVATO + CO2

ATP

ENZIMA MITOCONDRIAL

(+) Acetil-CoA

ISOENZIMAS CITOSOLICA Y MITOCONDRIAL

BIOSINTESIS DE FOSFOENOLPIRUVATO

GTP GDP

FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATO + H2O

FRUCTOSA-6-FOSFATO + Pi

FRUCTOSA-1,6-BISFOSFATASA

Mitocondria

Piruvato

Piruvato

OxalacetatoMalato

MalatoOxalacetato

P

M

Citosol

Fosfoenolpiruvato

2-PGL

3-PGL

1,3-BPGL

GLI-3-PPDHC

FRU-1,6BP

FRU-6-P

GLU-6-P

GLUCOSA

ATP

ATP x 2

x 2

GTPx 2

NADH

MDH

ETAPAS DE LA GLUCONEOGENESIS

GASTO DE ENERGIA EN LA GLUCONEOGENESIS

• (2) OXALACETATO 2 ATP

• (2) FOSFOENOLPIRUVATO2 GTP

• (2) 1,3-BISFOSFOGLICERATO 2 ATP

TOTAL: 4 ATP y 2 GTP por molécula de glucosa.

GLUCOSA-6-FOSFATASA (Hígado y riñón)

GLUCOSA-6-FOSFATO + H2O GLUCOSA + Pi

REACCION IRREVERSIBLE

ESTA ENZIMA NO SE ENCUENTRA EN MUSCULO

GLUCOSA A PARTIR DE GLUCOSA-6-FOSFATO

REGULACIÓN DE LA GLUCONEOGÉNESIS

• Hormonal:

• Alostérica

Glucagón

Activa la Gluconeogénesis

a nivel de la FBFasa

Fructosa-1,6 bisfosfatasa

(+) Acetil-CoAPiruvato carboxilasa

(-) AMP y ADP