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Glucólisis

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Glucólisis

  1. 1. BIOQUÍMICA DE ALIMENTOSOSCAR ENRIQUE MORALES MOGUEL
  2. 2.  La glucólisis o glicolisis es la vía metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener energía para la célula. Consiste en 10 reacciones enzimáticas consecutivas que convierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, el cual es capaz de seguir otras vías metabólicas y así continuar entregando energía al organismo.
  3. 3. HISTORIA 1860 Louis Pasteur descubrió que los microorganismos son los responsables de la fermentación. 1897 Eduard Buchner encontró que cierto extracto celular puede causar fermentación. 1905 Arthur Harden y William Young determino que para que la fermentación tenga lugar son necesarias una fracción celular de masa molecular elevada y termosensible (enzimas) y una fracción citoplasmática de baja masa molecular y termorresistente (ATP, ADP, NAD+ y otras coenzimas). 1940 se determinaron los detalles de la via por Otto Meyerhoff y algunos años después por Luis Leloi.
  4. 4. VISIÓN GENERAL Durante la glucólisis se obtiene un rendimiento neto de dos moléculas de ATP y dos moléculas de NADH; el ATP puede ser usado como fuente de energía para realizar trabajo metabólico, mientras que el NADH puede tener diferentes destinos. La glucólisis es la forma más rápida de conseguir energía para una célula y, en el metabolismo de carbohidratos, generalmente es la primera vía a la cual se recurre.
  5. 5.  La glucólisis es una de las vías más estudiadas, y generalmente se encuentra dividida en dos fases: la primera, de gasto de energía y la segunda fase, de obtención de energía. 1. Fase de gasto energético o “fase de hexosas” o etapa “preparativa”. Es una etapa degradativa. No es oxidativa y además no se produce ATP, sino que se consumen 2 moléculas de ATP por cada glucosa. 2. Fase de obtención de energía o “fase de triosas” o etapa “oxidativa”. Se oxida el NAD, que se transforma en NADH + H+ y se forman 4 moléculas de ATP por trasferencia de grupos fosfato al ADP.
  6. 6. Funciones Las funciones de la glucólisis son: La generación de moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de energía celular en procesos de respiración aeróbica (presencia de oxígeno) y fermentación (ausencia de oxígeno). La generación de piruvato que pasará al ciclo de Krebs, como parte de la respiración aeróbica. La producción de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser utilizados en otros procesos celulares.
  7. 7. Etapas de la glucólisis  Fase de gasto de energía (ATP)
  8. 8.  Reacción 1. Fosforilación en el C6 de la Glucosa para dar Glucosa- 6-fosfato. De éste modo se consigue activar la molécula (aumentar su energía), para poder utilizarla en otros procesos. Para que se rompa el esqueleto carbonado es necesaria la hidrólisis de una molécula de ATP de la reserva celular. Esta reacción es irreversible y está catalizada por un enzima denominado hexokinasa (kinasa = cataliza reacciones de fosforilación), que constituye el primer punto de control de la ruta, pues es inhibida por altas concentraciones de G6P, aunque es independiente de la concentración de ATP.
  9. 9.  Reacción 2. Isomerización de la Glucosa-6-P para dar Fructosa-6-P. La G6P rompe su forma cíclica y se abre, sufriendo unos procesos que dan lugar a la formación de un intermediario de reacción, denominado cis-enol, con una corta vida que seguidamente se transforma en una cetosa, que al ciclarse da lugar a la forma furanosa de la F6P. Es una reacción reversible de isomerización de aldosa a cetosa catalizada por la fosfoglucoisomerasa.
  10. 10.  Reacción 3. Fosforilación de la Fructosa-6-P en el C1, para dar fructosa-1,6-bisfosfato (FBP). Es una reacción irreversible, catalizada por una kinasa, concretamente la fosfofructokinasa-1 (PFK-1), que fosforila el carbono 1 de la F6P. Ésta reacción constituye el 2º y principal punto de control de la glucolisis, pues cuando las concentraciones de ATP son altas, este enzima es inhibido y cesa la glucolisis. También está controlada por las concentraciones de citrato.
  11. 11.  Reacción 4. Fragmentación de la Fructosa-1,6-Bifosfato que dará 2 triosas fosfato: La enzima aldolasa (fructosa-1,6-bifosfato aldolasa), mediante una condensación aldólica reversible, rompe la fructosa- 1,6-bifosfato en dos moléculas de tres carbonos (triosas): dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído-3-fosfato. Existen dos tipos de aldolasa, que difieren tanto en el tipo de organismos donde se expresan, como en los intermediarios de reacción.
  12. 12.  Reacción 5. Isomerización de la dihidroxiacetona-fosfato (DHAP) que se transforma en otra molécula de gliceraldehido-3-P en una reacción reversible. Puesto que sólo el gliceraldehído-3-fosfato puede seguir los pasos restantes de la glucólisis, la otra molécula generada por la reacción anterior (dihidroxiacetona-fosfato) es isomerizada (convertida) en gliceraldehído-3-fosfato. Reacción catalizada por la triosa-fosfato isomerasa.
  13. 13. Fase de beneficio energético (ATP, NADH)
  14. 14.  Reacción 6. Oxidación y Fosforilación del D-Gliceraldehido-3-P (G3P) para dar 1,3-Bifosfoglicerato. Se trata de una oxidación que requiere por tanto una reducción. Al mismo tiempo se produce la incorporación de un Pi (fosforo inorgánico) por cada molécula de G3P, el cual va a quedar unido mediante un enlace rico en energía. Los dos hidrógenos del carbono 1 pasan al coenzima NAD+, el cual es reducido a NADH + H+, y se forma un doble enlace C = O. Se trata de una deshidrogenación u oxidación del sustrato. La reacción es catalizada por un enzima denominado fosfogliceraldehido deshidrogenasa, el cual presenta un centro activo con un resto de –SH.
  15. 15.  Reacción 7. Cesión de 1 grupo fosfato del 1,3-Bifosfoglicerato al ADP (genera ATP. 1ª fosforilación a nivel de sustrato). El BPG libera con el enlace rico en energía, suficiente para formar el ATP. Por tanto se producen dos moléculas de ATP, que ya compensan el gasto energético de la primera etapa. Es una reacción reversible, la cual ocurre cuando la concentración de ATP es pequeña, ya que en presencia de una alta concentración de ATP puede ocurrir el proceso inverso. El enzima que cataliza esta reacción es la fosfoglicerato kinasa
  16. 16.  Reacción 8. Isomerización del 3-fosfoglicerato para dar 2- fosfoglicerato. Se isomeriza el 3-fosfoglicerato procedente de la reacción anterior dando 2-fosfoglicerato, la enzima que cataliza esta reacción es la fosfoglicerato mutasa. Lo único que ocurre aquí es el cambio de posición del fosfato del C3 al C2.
  17. 17.  Reacción 9. Deshidratación del 2-Fosfoglicerato . La enzima enolasa propicia la formación de un doble enlace en el 2- fosfoglicerato, eliminando una molécula de agua formada por el hidrógeno del C2 y el OH del C3. El resultado es el fosfoenolpiruvato.
  18. 18.  Reacción 10. Desfosforilación del fosfoenolpiruvato, obteniéndose piruvato y ATP. Reacción irreversible mediada por la piruvato quinasa.
  19. 19. BALANCE GLOBAL DE LA GLUCOLISIS
  20. 20. MUCHAS GRACIAS

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