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Clase 9 de BQE

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Clase 9 de BQE

  1. 1. METABOLISMO DE LA GLUCOSA COMO GENERACIÓN DE ENERGÍA Allan White Bioquímico CEAFI
  2. 2. BIBLIOGRAFÍA •T. McKee y J.R. McKee. “Bioquímica – La base molecular de la vida”, McGraw-Hill – Interamericana (3a edición), Madrid, 2003. •D. Voet, J. Voet y C. Pratt “Fundamentos de Bioquímica”, Editorial Médica Panamericana, Buenos Aires, 2007. •A.L. Lehninger, D.K. Nelson y M.M. Cox. “Principios de Bioquímica”, Ediciones Omega (2a edición), Barcelona, 1995. •R. K. Murray, D. K. Granner, P. A. Mayes y V. W. Rodwell. “Bioquímica de Harper”, Editorial El Manual Moderno, México, D.F., 2001. •Otros textos de Bioquímica
  3. 3. OLIGOSACÁRIDOS CH2OH CH2OH o o H H H H α−D−Glucopiranosil−(1,4)-D-glucopiranosa − − H H OH OH H OH O OH OH H OH Maltosa H OH H OH CH2OH H OH o OH OH OH OH β-D-Galactopiranosil-1,4-D-glucopiranosa O O H OH H OH H H H H H H H O O H Lactosa H OH CH2OH CH2OH o H H H CH2OH o H OH H H HO α-D-Glucopiranosil-(1,2)-β-D-fructofuranosa β OH H O O OH OH H CH22OH CH OH Sacarosa OH H H OH
  4. 4. ENERGÍA QUÍMICA • La energía existente en los enlaces químicos de estas moléculas complejas es liberada por procesos metabólicos específicos. • Parte de esta energía se disipa inevitablemente como calor.
  5. 5. ATP PREEXISTENTE • El intermediario que permite transferir la energía de los alimentos a los diferentes procesos biológicos que lo requieren es el adenosin trifosfato (ATP). • En un adulto de talla normal en reposo hay no más de 85 gramos de ATP, el que es consumido rápidamente en el ejercicio intenso.
  6. 6. ENERGÍA DE LA GLUCOSA • La metabolización completa de cada mol de glucosa, hasta CO2 y H2O, libera 686 kcal. • La síntesis de cada mol de ATP requiere 7,3 kcal, por lo que teóricamente con la energía liberada por cada mol de glucosa podrían sintetizarse 94 moles de ATP. • Sin embargo, sólo un 40% de las 686 kcal son usadas en sintetizar ATP (≈ 38 moles). • El resto se disipa como calor.
  7. 7. OBTENCIÓN DE LA GLUCOSA • Las células pueden obtener glucosa: • Desde la sangre, consumiendo un ATP en su transformación en Glucosa-6P • A partir de la degradación de Glicógeno, lo que da Glucosa-1P que se convierte en Glucosa-6P, sin necesidad de ATP. • En el balance final del metabolismo de la glucosa, al partir de Glicógeno se obtiene un ATP más.
  8. 8. 2 1 fosfohexosa hexoquinasa isomerasa ATP ADP glucosa glucosa-6-fosfato fructosa-6-fosfato ATP 3 5 triosa fosfato fosfofructoquinasa-1 ADP isomerasa 4 aldolasa dihidroxiacetona-fosfato + gliceraldehido-3-fosfato fructosa-1,6-bisfosfato
  9. 9. 6 7 Pi NAD+ NADH ADP ATP 3-fosfoglicerato Gliceraldehido-3-fosfato fosfoglicerato quinasa deshidrogenasa gliceraldehido-3-fosfato 1,3-bisfosfoglicerato 8 fosfoglicerato mutasa 10 9 ATP ADP H2O piruvato piruvato quinasa enolasa fosfoenolpiruvato 2-fosfoglicerato
  10. 10. 6 7 Pi NAD+ NADH ADP ATP 3-fosfoglicerato Gliceraldehido-3-fosfato fosfoglicerato quinasa deshidrogenasa gliceraldehido-3-fosfato 1,3-bisfosfoglicerato 8 fosfoglicerato mutasa 10 9 ATP ADP H2O piruvato piruvato quinasa enolasa fosfoenolpiruvato 2-fosfoglicerato NADH lactato deshidrogenasa NAD+ lactato
  11. 11. ATP (3 C) NAD+ NAD+ D-Glucosa 2NADH + 2H+ ATP ADP ADP ADP 2ATP ADP Glucosa (6 C) α-D-Glucopiranosa ADP ADP 2ATP FASE ENDERGÓNICA FASE EXERGÓNICA
  12. 12. METABOLISMO DE LA GLUCOSA • La obtención de glucosa por degradación del glicógeno se llama Glucogenolisis. • Las etapas anaeróbicas del catabolismo de la glucosa, hasta piruvato, se denominan Glucólisis.
  13. 13. METABOLISMO DE LA GLUCOSA • El metabolismo o degradación de la glucosa (6 átomos de carbono) ocurre en dos etapas: Hasta piruvato (3 átomos de carbono), sin requerimiento de O2 (etapa anaeróbica). Desde piruvato hasta CO2 y H2O, con participación de la cadena transportadora de electrones y requerimiento de O2 (etapa aeróbica).
  14. 14. galactosa glucógeno o almidón glucógeno galactosa-1-P fosforilasa ADP ATP ADP ATP UDP-galactosa fructoquinasa hepática hexoquinasa UDP-glucosa fructosa-1-P fructosa glucosa-1-P manosa-6-P manosa aldolasa gliceraldehido fosfoglucomutasa Manosa-6-P isomerasa + dihidroxiacetona-P glucosa glucosa-6-P fructosa-6-P fructosa-1,6-bis-P gliceraldehido-3-P gliceraldehido-3-P lactato piruvato fosfoenolpiruvato 2-fosfoglicerato 3-fosfoglicerato 1,3-bisfosfoglicerato
  15. 15. ALTERNATIVAS DEL PIRUVATO • Oxidarse a Acetil CoA En presencia de CoA y de un Ciclo de Krebs funcionando activamente gracias a la presencia de O2 • Reducirse a lactato Cuando no hay O2 suficiente.
  16. 16. acetil-CoA 1 oxalacetato 2 tasa o sin ac NADH + H+ citrat on it a sa 8 NAD+ citrato sa na ro o id lat ge isocitrato sh ma de deshidro malato NAD+ isocitrato a NADH + H+ 3 genas CO2 fumar 7 asa α-cetoglutarato fumarato de s sh uc o id cin 4 at ro at ar asa ut n ge o na GDP + Pi gl ge to o sa ce idr 6 GTP α- sh NAD+ de FADH2 5 NADH + H+ FAD CO2 succinil-CoA succinato sintetasa Succinil-CoA
  17. 17. CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES • La mayoría de los transportadores son proteínas integrales de la membrana mitocondrial. • Además de NAD+ y FAD hay otros tres tipos de transportadores de electrones: Ubiquinona o Coenzima Q (UQ). Citocromos a, b y c (proteínas con grupos hemo). Proteínas ferro-sulfuradas.
  18. 18. REQUISITO DEL CICLO DE KREBS • Presencia de O2 en la mitocondria que mantenga funcionando la cadena transportadora de electrones: Regenerando NAD+ y FAD. Produciendo energía suficiente para la síntesis de ATP. Dando como producto final H2O.
  19. 19. EJE CATABÓLICO BÁSICO Otros azúcares Glucosa Acidos grasos GLUCOLISIS FOSFORILACIÓN Piruvato Acetil-CoA OXIDATIVA + CO2 ATP OXAL ADP + Pi Aminoácidos O2 CICLO DE (e- + H+)n H2O KREBS CADENA RESPIRATORIA

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