UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELAESCUELA DE AGRONOMÍA
FACULTAD DE AGRONOMÍADEPARTAMENTO DE QUIMÍCA Y TECNOLOGÍA
CATEDRA DE BIOQUIMÍCA
Gluconeogénesis
Glucogénesis
Mitocondria
Polisacáridos(Almidón o Glucógeno)
Monosacáridos(Glucosa)
Gliceraldehído 3 PATP
ATPATP
NADH + H+
Ruta del FosfogluconatoATP
NADPH + H+RibosaGlucosa 6P
EtanolEtanal + CO2 Fermentación Alcohólica
Ácido Láctico Fermentación Láctica
Glu
cólis
isNADH + H+CO2
Acetil CoA
Ác. Oxalacético
NADH + H+
GTP
Ác. Cítrico
Ác. Isocítrico
Ác. a-Cetoglutárico
Succinil CoAÁc. Succínico
Ác. Fumárico
Ác. Málico
NADH + H+CO2
NADH + H+CO2FADH2
Ciclo de Krebs
Citoplasma
Hidrólisis Glucogénesis Visión General del Metabolismo
de Carbohidratos
Ácido Pirúvico
I III IV VII
CoQ
Cit c
Cadena de Transporte de Electrones
H2O
O2
ADP+Pi ATP
Glu
con
eo
gén
esi
s
Profa. Audrey Suárez. Bioquímica. Objetivo 2. Metabolismo de Carbohidratos.
Visión general del anabolismo de los carbohidratos
Procesos anabólicos de los carbohidratos
Gluconeogénesis Glucogénesis
Biosíntesis de glucosa
a partir de precursores
sencillos.
Biosíntesis del
glucógeno o almidón a
partir de la glucosa
Requieren
ATP o GTP Potenciales de reducciónNADH + H+
GluconeogénesisGlucosa sanguínea
Glucógeno
monosacáridosGlicoproteínas
Almidón
Sacarosa
Disacáridos
Visión general del anabolismo de los carbohidratos
Fosfoenolpíruvato
Piruvato
Oxalacetato
Glucosa 6 P
Glucosa
Lactato
Glucógeno
Almidón
glicerol
Dihidroxicetona P
Gliceraldehido 3 P
Metabolitos del ciclo de Krebs
Aminoácidos glucogénicos(Aspartato, Glutamato)
Glucogénesis
gluconeogénesis
Ruta del glioxialato
Gluconeogénesis
Glucosa
Glucosa 6P
Frutosa 6P
Frutosa 1,6 bi P
P de Dihidroxicetona Gliceraldehido 3 P
1,3 Bi fosfoglicerato
2 fosfoglicerato
3 fosfoglicerato
Piruvato
Fosfoenolpiruvato
ATP
ADP
ATP
ADP
Gliceraldehido 3 P
Pi +NAD+
NADH + H+
ADP
ATP
H2O H2O
ADP
ATP
ADP
ATP
Pi +NAD+
NADH + H+
Fosfoenolpiruvato
Comparte las 7 reacciones reversibles de la glucolisis
3 reacciones irreversibles que deben ser rodeadas
Gluconeogénesis
Glucosa
Glucosa 6P
ATP
ADP
hexoquinasa
Fructosa 6 P
ATP
ADP
Fosfofrutoquinasa
Fructosa1,6 bi P
Reacción irreversible
Fosfoenolpiruvato
Piruvato
1
ATP
ADP
Cada reacción debe ser rodeada para hacer posible la transformación en sentido inverso
Rodeo de reacción: Vía diferente
Con enzimas diferentes Sistema de reacciones
Piruvatoquinasa
Piruvato
Piruvato
Glucosa 6P
GlucosaPi Enzima: Glucosa 6 bi Fosfatasa
Frutosa 6PPi Enzima: Frutosa 1,6 bi Fosfatasa
ATP
ADPEnzima: Hexoquinasa
ATP
ADPEnzima: Fosfofructo quinasa
Frutosa 1,6 bi P
Mitocondria
Aérobico
Citosol
Anaeróbico
Gluconeogénesis
E1: Piruvato carboxilasaCO2 + ATP
ADP + Pi
Oxalacetato
E1
MalatoPi +NAD+
NADH + H+
E2
E2: Malato deshidrogenasa
Malato
Oxalacetato
NAD+
NADH + H+
E2
GTP
FosfoenolpiruvatoCO2 + GDP
E3
E3: Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa
Rodeo de las reacciones irreversibles
Reacciones de rodeo en la gluconeogénesis
1-. Carboxilación (mitocondria)
C = O
COO-
CH3
CO2 ATP+ + ADP APi+ +C = O
COO-
CH2
COO-
Piruvato Oxalacetato
Enzima: Piruvato CarboxilasaLa enzima requiere la coenzima Biotina.La enzima es alostérica, modulador positivo, el acetil CoA,La reacción requiere Mn+2
2-. Reducción (mitocondria)
L-Malato
NADH H++ + +C = O
COO-
CH2
COO-
Oxalacetato
HO - C - H
COO-
CH2
COO-
NAD+
Enzima: Malato Deshidrogenasa (Mitocondrial)
Rodeo para convertir piruvato en fosfoenolpiruvato
Reacciones de rodeo en la gluconeogénesis
3-. Deshidrogenacion (Citosol)
NAD++ +
L-Malato
HO - C - H
COO-
CH2
COO-
NADH + H+C = O
COO-
CH2
COO-
Oxalacetato
Enzima: Malato Deshidrogenasa (citoplasmática)
4-. Descarboxilacion (Citosol)
Enzima: Fosfoenolpiruvato Carboxiquinasa (citoplasmática)
COO-
C = O
COO-
CH2
COO-
GTP+ +C - O
CH2
CO2
FosfoenolpiruvatoOxalacetato
SI P + GDP
Reacciones de rodeo en la gluconeogénesis
Rodeo para convertir Fructosa 1,6 bi fosfato en Frutosa 6 Fosfato: Hidrólisis (citosol)
O CH2 - PP – O2HC
H2O+
O CH2 OHP – O2HC
Pi+
Fructosa 1,6 bi fosfato Fructosa 6 fosfato
Enzima: Fructosa 1,6 Fosfatasa
Rodeo para convertir Glucosa 6 fosfato en Glucosa: Hidrólisis (citosol)
O
CH2O - P
H2O+Pi+
Glucosa 6 fosfato
O
CH2OH
Glucosa
Enzima: Glucosa 6 fosfatasa
1,3 bi fosfoglicerato
3 fosfoglicerato
2 fosfoglicerato
(2) Fosfoenolpiruvato
(2) Oxalacetato
(2) Piruvato
Balance energético de la gluconeogénesis
Molécula Producido Consumido Neto
ATP 0
GTP 0
NADH 0
La síntesis de glucosa a partir de piruvato esenergéticamente costosa
Requiere
6 enlaces fosfato de altaenergía
2 molecs. DeNADH
4
2
2
-4
-2
-2
Ecuación general de la gluconeogénesis
22 4 2 2 2 6 cos 6 + 4ADP + 2GDP + 2NAD 5piruvato ATP GTP NADH H H O glu a P Pi
Desde piruvato hasta glucosa 6P
4 ATP
2 UTP
2NADH + H+
2 Piruvato (3C)
Glucosa 6 P (6C)
Gluconeogénesis
Producto
Sustrato
Resumen de la gluconeogénesis
Tipo de proceso
Anabólico Precursor
Piruvato
Productos
glucosa
Energética
Consume4 ATP2 GTP2 NADH
Condiciones
Aeróbico yAnaeróbico
No es estrictamente lareacción inversa de laglucolisis.
Tres reacciones distintas“Reacciones de rodeo”
Biosintetico
Gluconeogénesis
GLUCOGENÉSIS
GLUCOGÉNESIS
Biosíntesis
Almidón Glucógeno
Ocurre citosolCloroplatos y amiloplastos
HígadoMúsculos
Precursor activo
UDP-glucosaSíntesis del glucógeno
ADP-glucosaSíntesis del almidón
Preiniciación
Iniciación
Alargamiento
Etapas
Aspectos generales
OH
Grupo D-glucosiloUridina
Uridin Tri fosfato
Transportadores de restos glucósidos
Plantas
Etapas de la glucogénesis
Etapa de preiniciación: Formación del precursor UDP-glucosa
Enzima: Fosfoglucomutasa
O
CH2O - P
O
CH2OH
O - P
Glucosa 6 P Glucosa 1 P
UDP-Glucosa
Intermediario de alto contenido energético, donador de unidades de glucosilo.
O
CH2OH
O - P
+ UTP
Glucosa 1 P Uridin Tri fosfato
OH
+ PPi
Grupo D-glucosiloUridina
2Pi
energía
Enzima: glucosa 1 P uridil Trasferasa
Síntesis del glucógeno
Etapa de iniciación: Punto de partida de la síntesis
Etapas de la glucogénesis
Se requiere de una molécula cebadora para iniciar la polimerización.
La reacción se repite hasta que se hallan unido 7 residuos de glucosilos.
Se inactiva glucosil transferasa
El UDP-glucosa dona residuos glucosilos al extreno no reductor de la cadena.
Glucogenina
G OH
GlucosilTransferasa
G O
G O
Enlaces glucosídicos (1 4)a
UDP-Glucosa
UDP
ATP+UTP + ADP
Nucleosido difosfatoquinasa
Glucosa 1 P
+Refosforilación
Etapa de alargamiento y ramificación
Etapas de la glucogénesis
G O
Actúan dos enzimas
Glucógeno Sintetasa
Enlaces glucosídicos (1 4)a
UDP-Glucosa
UDP
ATP+ UTP + ADP
Glucosa 1 P
+
G O
Enzima ramificante:Amilo-(1,4 1,6)-Transglucosidasa
G O
Enlaces glucosídicos (1 6)a
Alargamiento de la cadena
Glucógeno Sintetasa
. . . . .
. . . . .
Etapas de la glucogénesis
Etapa de alargamiento y ramificación
Ecuación general
1Glucosa (Glucosa) UDP + (Glucosa)n nUDP
Glucógeno
G
Glucógenosintetasa
Enzima ramificante
G
Etapas de la glucogénesis
Síntesis del almidón
+ ATP +ADP-Glucosa PPi
2Pi
energía
Glucosa 1 P-adenil-Transferasa
Glucosa 1 P
G O
ADP-Glucosa
ADP
G O
Almidón Sintasa
Enlaces glucosídicos (1 4)a
Por cada molécula de ADP-Glucosa se necesita un ATP.
Amilosa
G O
Enzima ramificante:
Amilo-(1,4 1,6)-Transglucosida.
Enlaces glucosídicos (1 6)a
. . . .
. . . .
Amilopectina
PRINCIPALES DESTINOS DE LA GLUCOSA
GLUCOSA
Glucogeno, Almidon, Sacarosa
Ribosa 5 fosfato Piruvato
Oxidación vía glucólisisOxidación vía ruta Fosfato de pentosas
Almacenamiento