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METABOLISMO DE METABOLISMO DE CARBOHIDRATOSCARBOHIDRATOS
SOFÍA RECALDE M.SOFÍA RECALDE M.
FACULTAD DE MEDICINAFACULTAD DE MEDICINA
BIOQUÍMICA IIBIOQUÍMICA II
INSUFICIENTE INSUFICIENTE OO22
SUFICIENTE SUFICIENTE OO22
CICLO DE CORICICLO DE CORI
GLUCOSA - GLUCÓGENOGLUCOSA - GLUCÓGENO
HÍGADOHÍGADO
COCO2 2 Y HY H220 0 LACTATOLACTATO
PIRUVATOPIRUVATO
DEGRADACIÓN DE GLUCOSA - GLUCÓGENODEGRADACIÓN DE GLUCOSA - GLUCÓGENO
• Absorción intestinal: Absorción intestinal: Sistema de co-transporte Na+ / glucosa (SGlT1)Sistema de co-transporte Na+ / glucosa (SGlT1)
• Ingreso celular : Ingreso celular : Difusión facilitada (mayor concentración en sangre y Difusión facilitada (mayor concentración en sangre y líquido intersticial) por transportadores. líquido intersticial) por transportadores.
INGRESO DE GLUCOSA EN CÉLULAINGRESO DE GLUCOSA EN CÉLULA
GRADO DE AFINIDAD CON GRADO DE AFINIDAD CON GLUCOSA Y CINÉTICAGLUCOSA Y CINÉTICA
GLUT 4 GLUT3 GLUT1 GLUT2GLUT 4 GLUT3 GLUT1 GLUT2
FOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSAFOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSA
Esterificación con ortofosfato Esterificación con ortofosfato Glucosa-6- Glucosa-6-fosfatofosfato
hexoquinasahexoquinasa
I, II, III isozimasI, II, III isozimas
Fosforilan otras hexosas Fosforilan otras hexosas
KKmm 0.01 y 0.1 mM (niveles menores a concentración celular) 0.01 y 0.1 mM (niveles menores a concentración celular)
Máxima velocidad (no se afectan por cambios en glucemia)Máxima velocidad (no se afectan por cambios en glucemia)
Inhibidas alostéricamente por G-6-PInhibidas alostéricamente por G-6-P
Garantizan utilización glucosaGarantizan utilización glucosa
FOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSAFOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSA
Isozima IV (glucoquinasa)Isozima IV (glucoquinasa)
Presente en hígado y células B de islote de LangerhansPresente en hígado y células B de islote de Langerhans
Altamente específicaAltamente específica
KKmm 10 mM (por encima de concentraciones normales en tejido) 10 mM (por encima de concentraciones normales en tejido)
No es inhibida por G-6-PNo es inhibida por G-6-P
Capta glucosa solo a niveles sanguíneosCapta glucosa solo a niveles sanguíneos
Inducida por insulinaInducida por insulina
FOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSAFOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSA
SIMILITUDES SIMILITUDES
Requerimiento de ATP y MgRequerimiento de ATP y Mg2+ 2+
Síntesis de G-6-PSíntesis de G-6-P
ReaccionesReacciones
Hidrólisis de ATPHidrólisis de ATP
IrreversibleIrreversible
Razones de la conversión:Razones de la conversión:
• G-6-P más reactivoG-6-P más reactivo
• Membranas celulares son impermeablesMembranas celulares son impermeables
• Mantiene baja concentración intracelular de glucosaMantiene baja concentración intracelular de glucosa
FOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSAFOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSA
ENCRUCIJADA METABÓLICAENCRUCIJADA METABÓLICA
REACCIÓN DE ORDEN CEROREACCIÓN DE ORDEN CERO
1.1. Fosforilación de glucosaFosforilación de glucosa
2.2. Formación de glucosa 1 fosfatoFormación de glucosa 1 fosfatoREVERSIBLEREVERSIBLE
3.3. Activación de glucosaActivación de glucosaIIRREVERSIBLERREVERSIBLE
4.4. Adición de glucosas a estructura Adición de glucosas a estructura poliméricapolimérica
IRREVERSIBLEIRREVERSIBLE
5. Formación de ramificaciones5. Formación de ramificaciones
GLUCOGENOGÉNESIS GLUCOGENOGÉNESIS
(SINTESIS DE GLUCÓGENO A PARTIR DE GLUCOSA)(SINTESIS DE GLUCÓGENO A PARTIR DE GLUCOSA)
HexoquinasaHexoquinasa
Uridinadifosfato-glucosa pirofosforilasaUridinadifosfato-glucosa pirofosforilasa
Glucógeno sintetasa (glucosil transferasa)Glucógeno sintetasa (glucosil transferasa)
Amilo alfa 1-4 a 1-6 glucotransferasa Amilo alfa 1-4 a 1-6 glucotransferasa (enzima ramificante)(enzima ramificante)
ENZIMASENZIMAS
Fosfoglucomutasa Fosfoglucomutasa
Cofactores: MgCofactores: Mg2+ 2+ y glucosa 1,6 bifosfatoy glucosa 1,6 bifosfato
2 formas interconvertibles de glucosa sintetasa:2 formas interconvertibles de glucosa sintetasa:
• b (inactiva fosforilada) dependiente de concentración de G-6-Pb (inactiva fosforilada) dependiente de concentración de G-6-P
• a (activa desfosforilada) independiente de concentración de G-6-Pa (activa desfosforilada) independiente de concentración de G-6-P
bb a a bb
FosforilaciónFosforilación FosfatasaFosfatasa
GLUCOGENOGÉNESIS GLUCOGENOGÉNESIS
GLUCÓGENO SINTETASAGLUCÓGENO SINTETASA
GLUCOGENOGÉNESIS GLUCOGENOGÉNESIS
GLUCOGENINAGLUCOGENINA
Proteína iniciadora en la formación de glucógeno en ausencia total de este.Proteína iniciadora en la formación de glucógeno en ausencia total de este.
Molécula aceptora de glucosa con resto de tirosinaMolécula aceptora de glucosa con resto de tirosina
Donante de glucosa : UDPGDonante de glucosa : UDPG
Continua actuación de glucosa sintasa y enzima ramificanteContinua actuación de glucosa sintasa y enzima ramificante
GLUCOGENÓLISIS GLUCOGENÓLISIS
1. Fosforólisis de Glucógeno1. Fosforólisis de Glucógeno
1era enzima: fosforilasa (alostérica y modificación covalente)1era enzima: fosforilasa (alostérica y modificación covalente)
inserción de fosfato en C1inserción de fosfato en C1
2da enzima: oligo alfa (1,4) glucantransferasa2da enzima: oligo alfa (1,4) glucantransferasa
2. Hidrólisis de Uniones Glucosídicas alfa 1-62. Hidrólisis de Uniones Glucosídicas alfa 1-6
enzima: alfa (1-6) glucosidasa o enzima desramificante fosforilasaenzima: alfa (1-6) glucosidasa o enzima desramificante fosforilasa
GLUCOGENÓLISIS GLUCOGENÓLISIS
3. Foemación de glucosa-6-fosfato3. Foemación de glucosa-6-fosfato
Enzima: fosfoglucomutasaEnzima: fosfoglucomutasa
4. Formación de Glucosa Libre4. Formación de Glucosa Libre
Enzima: Glucosa-6-fosfatasa (presente en hígado, riñón e intestino)Enzima: Glucosa-6-fosfatasa (presente en hígado, riñón e intestino)
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
2 fases:2 fases:
1era fase: 1era fase: Hexosa Hexosa 2 triosas - fosfato2 triosas - fosfato
se invierte energíase invierte energía
compuestos más reactivoscompuestos más reactivos
2da fase: 2da fase: G-3-P G-3-P intermediarios de alta energíaintermediarios de alta energía
Enzimas presentes en el citosolEnzimas presentes en el citosol
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
CARACTERÍSTICAS GENERALESCARACTERÍSTICAS GENERALES
• Utilización de glucosa no se afecta por valor de glucemiaUtilización de glucosa no se afecta por valor de glucemia
• Reacción irreversibleReacción irreversible
• A partir de glucógeno : 2 etapas (fosforilasa y fosfoglucomutasa)A partir de glucógeno : 2 etapas (fosforilasa y fosfoglucomutasa)
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
• Proceso de isomerizaciónProceso de isomerización
• Reacción reversibleReacción reversible
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
Fosfofructoquinasa: Fosfofructoquinasa:
• Enzima alostéricaEnzima alostérica
• Activada por AMP, ADP, fructosa-2,6-bifosfatoActivada por AMP, ADP, fructosa-2,6-bifosfato
• Inhibida por ATP y citratoInhibida por ATP y citrato
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
Equilibrio desplazado a la derecha por sustracción de G-3-PEquilibrio desplazado a la derecha por sustracción de G-3-P
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
Energía liberada se utiliza para introducir PiEnergía liberada se utiliza para introducir Pi
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
Reacción reversibleReacción reversible
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
Transferencia intramolecular del fosforilo Transferencia intramolecular del fosforilo
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
• DeshidrataciónDeshidratación
• Producto rico en energíaProducto rico en energía
• Reacción reversible. Reacción reversible.
• Enlace fosfato con alta energíaEnlace fosfato con alta energía
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
• Transferencia de fosfato al ADPTransferencia de fosfato al ADP
• KK++ activador de la enzima activador de la enzima
• Transformación espontánea en piruvatoTransformación espontánea en piruvato
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
• En ausencia o deficiencia de OEn ausencia o deficiencia de O22 no es posible oxidación del NADH a NAD no es posible oxidación del NADH a NAD
• NAD limita la glucólisisNAD limita la glucólisis
• Conversión de piruvato a lactato Conversión de piruvato a lactato
asegura reoxidación del NADH.asegura reoxidación del NADH.
GLUCÓLISIS GLUCÓLISIS
Total de 2 moles de ATPTotal de 2 moles de ATP: :
• Hidrólisis de 1 mol de ATP a ADP = Hidrólisis de 1 mol de ATP a ADP = 30.5 kJ30.5 kJ• Rendimiento de la glucólisis = Rendimiento de la glucólisis = 61 kJ/mol61 kJ/mol• Energía de la glucosa = Energía de la glucosa = 2870 kJ/mol2870 kJ/mol
Moléculas de Lactato contiene el Moléculas de Lactato contiene el 90% de energía90% de energía de la glucosa de la glucosa
GlucolísisGlucolísis produce energía a partir de glucosa sin oxidación produce energía a partir de glucosa sin oxidación
BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCÓLISIS BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCÓLISIS
Lactato Lactato Glucosa Glucosa
Músculo esqueléticoMúsculo esquelético Tejido adiposoTejido adiposo Glóbulos rojosGlóbulos rojos
Anaerobiosis Anaerobiosis dihidroxiacetonafosfatodihidroxiacetonafosfato Síntésis de ATP y Síntésis de ATP y 1,3-bifosfoglicerato1,3-bifosfoglicerato
PAPEL FUNCIONAL PAPEL FUNCIONAL
DE LA GLUCÓLISIS DE LA GLUCÓLISIS