GLUCONEOGÉNESIS Y GLUCOGÉNESIS

Allan White

Bioquímico

CEAFI

�En los seres vivos, la degradación o catabolismo de compuestos que liberan energía está en equilibrio con los procesos anabólicos que resintetizan esos compuestos.

�Este anabolismo ocurre mediante- Reacciones reversibles- Rutas metabólicas diferentes.

Las etapas anabólicas diferentes son catalizadas por enzimas distintas de las que catalizan la vía catabólica, lo que permite una regulación más fina de ambos procesos.

En general, las rutas catabólicas, productoras de energía, son oxidativas, mientras las vías anabólicas son reductoras.

LACTATOGLICEROL ALANINA OTROS AMINOÁCIDOS

OXALACETATO

FOSFOENOLPIRUVATO

DIHIDROXIACETONA FOSFATO

GLUCOSA-6- FOSFATO

GLUCOSAGLUCÓGENO OTROS MONOSACÁRIDOS

INTERMEDIARIOS DEL CICLO DE KREBS

PIRUVATO

GLUCONEOGÉNESIS

� Es el proceso mediante el cual se sintetiza glucosa a partir de precursores no glucídicos.

� En los mamíferos es necesario que constantemente sea sintetizada la glucosa que requiere el metabolismo del sistema nervioso, eritrocitos, médula renal, testículos y otros tejidos.

GLUCOSA

GLUCOSA-6-P

FRUCTOSA-6-P

FRUCTOSA-1,6-BIS-P

DIHIDROXIACETONA-P

GLICERALDEHIDO-3-P GLICERALDEHIDO-3-P

(2)1,3-BISFOSFOGLICERATO

(2) 3-FOSFOGLICERATO

(2) 2-FOSFOGLICERATO

(2) FOSFOENOLPIRUVATO

(2) PIRUVATO

2ATP

2ADPpiruvatoquinasa (2) OXALACETATO

2CO2 + 2 ATP + 2H2O

2 ADP + 2Picarboxilasa

pirúvica

2 GTP

2CO2 + 2 GDP

PEP carboxiquinasa

ADP

ATP

ADP

ATP

H2O

Pi

H2O

Pihexoquinasa glucosa-6-fosfatasa

fosfofructoquinasa-1 fructosa-1,6-bisfosfatasa

2ADP

2ATP 2ATP

2ADP

2NAD+

2NADH + 2H+

2NAD+

2NADH + 2H+

1

2

3

4

5

6

� De las diez etapas de la glucólisis, sólo siete son reversibles.

� Es necesario que actúen enzimas diferentes en los pasos de:• piruvato a fosfoenolpiruvato• fructosa 1,6-difosfato a fructosa 6

fosfato• glucosa 6-fosfato a glucosa

Piruvato

Piruvato

CO2 + ATP + H2O

ADP + Pi

Oxalacetato

NADH + H+

NAD+

Malato

Malato

NADH + H+

NAD+

Oxalacetato

carboxilasapirúvica

deshidrogenasamálica (m)

GTP

GDP + CO2

deshidrogenasamálica (c)

PEP carboxiquinasa

Fosfoenolpiruvato

MITOCONDRIA

CITOPLASMA

Glicerol + ATPglicerolquinasa

Glicerol-3-P + ADP

Glicerol-3-P + NAD +

glicerol-3-P deshidrogenasa

Dihidroxiacetona-P + NADH + H +

Dihidroxiacetona-Ptriosa-P

isomerasa

Gliceraldehido-3P glucosa

PIRPEP

PIRUVATOOAA

Mal

ato

Malato

OAAPEPCK

Triosa fosfato

F-1,6-P2

Fructosa-6P

Glucosa-6P

Glucosa

TRANSPORTE

Glucosa plasmática

Glicerol

Alanina

F-2,6-P2

FFQ-1F-1,6-Pasa

+-

1

2

3

GLUCOGÉNESIS

� Es el proceso mediante el cual se polimeriza la glucosa formando glucógeno, principalmente en músculo e hígado.

� El glucógeno constituye un 6% del peso del hígado y un 1% del peso de los músculos, pero la masa muscular es entre 18 y 24 veces la hepática.

� La glicemia es principalmente mantenida por el glucógeno hepático.

� La conversión de Glucosa-6P en Glucosa-1P es reversible y requiere fosfoglucomutasa.

� Las conversiones de Glucosa-1P a Glucógeno y vice-versa, transcurren por vías diferentes.

� En la glucogénesis:UTP + Glucosa-1P ←→←→←→←→ UDPGlc + PPUDPGlc + (G6)n ←→←→←→←→ (G6)n+1 + UDP

Glucosa-6-fosfatoGlucosa

ADPATP

Glucosa Vía de las pentosas

Glucosa-1-fosfato

Glucógeno n

UDP- glucosa

Glucosa

Glucógeno n-1

UTP

PPi

glucógeno sintasa y enzima ramificante

enzima desramificantefosforilasa

Pi

Glucógeno n-1

H2O

1

2

3

4

55

Glucosa-6-fosfato Glucosa-1-fosfato

fosfoglucomutasa

1

Pirofosfato

Pirofosfatasa

H2O

2Pi

Uridintrifosfato (UTP)

UDP-glucosa pirofosforilasa

2 3

Uridindifosfo-glucosa (UDPG)

� La formación de UDPGlc requiere la enzima UDPGlc pirofosforilasa.

� Luego, la glucógeno sintasa cataliza la unión del C 1 del UDPGlc con el C 4de un residuo (glucosa) terminal del glucógeno pre-existente o primordial.

� El glucógeno primordial puede formarse sobre una proteína cebadora o glucogenina , la que permanece en el centro de la molécula de glucógeno.

Glucógeno n

glucógeno sintasa

Glucógeno n+1UDPG

UDP

+ H+

1 4

� Una vez que se forma una cadena de al menos 11 residuos de glucosa unidos en posición 1-4, es transferida una cadena de al menos 6 de estos residuos, dando origen a otra cadena, mediante una unión 1-6 catalizada por la enzima ramificante.

Enzima ramificante

(amilo-1,4 – 1,6 – transglucosilasa)

enlace αααα-1,4

enlace αααα-1,6

R

R

Glucógeno n Glucosa-1-fosfato

Glucógeno n-1

glucógeno fosforilasa

+ H+

� La degradación del glucógeno ocurre mediante la fosforólisis de los enlaces 1-4, catalizada por la fosforilasa , para producir Glucosa 1-P.

� Cuando las ramificaciones quedan con 4 residuos de glucosa, la glucanotransferasa transfiere trisacáridos a otras ramas, dejando un residuo unido por enlace 1-6.

� La escisión del enlace 1-6 la efectúa la enzima desramificante .

R

enlace αααα-1,6

R

8Pi

8 glucosa-1-P

fosforilasa

enzima desrramificante(actividad transglucosilasa)

enzima desrramificante(actividad a-1,6-hidrolasa)

H2O

glucosa

R

R

1

2

3