PRINCIPIOS DE REGULACIÓN METABÓLICA - BIOL...

PRINCIPIOS DE REGULACIÓN METABÓLICA MANTENIMIENTO DE HOMEOSTASIS A NIVEL MOLECULAR

FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD DE LAS ENZIMAS 1.  MODULACIÓN POR CAMBIO EN EL NÚMERO DE MOLÉCULAS DE ENZIMA

2.  MODULACIÓN POR CAMBIO EN ACTIVIDAD CATALÍTICA

INSULINA, EPINEFRINA, ACETILCOLINA

FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD DE LAS ENZIMAS 1. MODULACIÓN POR CAMBIO EN EL NÚMERO DE MOLÉCULAS DE ENZIMA

PROTEÍNAS TIENEN UN LARGO DE VIDA FINITO QUE PUEDE VARIAR ENTRE MINUTOS Y DÍAS

“TURNOVER”: ENERGÉTICAMENTE COSTOSO. PROTEÍNAS CON LARGO DE VIDA CORTO ALCANZAN SU ESTADO ESTABLE MAS RÁPIDO

FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD DE LAS ENZIMAS 1. MODULACIÓN POR CAMBIO EN EL NÚMERO DE MOLÉCULAS DE ENZIMA

CAMBIOS GLOBALES EN EXPRESIÓN GENÉTICA IMPACTAN NIVELES DE ENZIMAS TRANSCRIPTOMA PROTEOMA METABOLOMA

FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD DE LAS ENZIMAS 2. MODULACIÓN POR CAMBIO EN ACTIVIDAD CATALÍTICA

REGULACIÓN DE ACTIVIDAD POR CAMBIOS EN CONCENTRACIÓN DE SUSTRATO RELACIÓN ENTRE [S] Y Km ES IMPORTANTE PORQUE LAS CONCENTRACIONES INTRACELULARES DE SUSTRATOS POR LO GENERAL

ESTÁN DEBAJO DEL Km


REGULACIÓN DE ACTIVIDAD POR EFECTORES ALOSTÉRICOS CAMBIOS PEQUEÑOS EN CONCENTRACIÓN DE UN FACTOR ALOSTÉRCO = GRAN IMPACTO EN TASA DE REACCIÓN


REGULACIÓN DE ACTIVIDAD POR MODIFICACIONES COVALENTES BALANCE FOSFORILACIÓN/DEFOSFORILACIÓN ES CLAVE EN LA REGULACIÓN DE UNA MULTIPLICIDAD DE PROCESOS

FACTORES QUE AFECTAN LA ACTIVIDAD DE LAS ENZIMAS 1.  MODULACIÓN POR CAMBIO EN EL NÚMERO DE MOLÉCULAS DE ENZIMA

2.  MODULACIÓN POR CAMBIO EN ACTIVIDAD CATALÍTICA

INSULINA, EPINEFRINA, ACETILCOLINA

REACCIONES LEJOS DE EQUILIBRIO EN LA CÉLULA SON PUNTOS COMUNES DE REGULACIÓN

ESTADO ESTABLE DINÁMICO

Q = MASS-ACTION RATIO

REACCIONES LEJOS DE EQUILIBRIO EN LA CÉLULA SON PUNTOS COMUNES DE REGULACIÓN

ESTADO ESTABLE DINÁMICO

NUCLEÓTIDOS DE ADENINA JUEGAN UN PAPEL IMPORTANTE EN LA REGULACIÓN METABÓLICA

EFECTO DE [ATP] EN VELOCIDAD DE REACCIÓN Km típico= 0.1–1 mM , [ATP] 5–10 mM

ADENILATO KINASA

NUCLEÓTIDOS DE ADENINA JUEGAN UN PAPEL IMPORTANTE EN LA REGULACIÓN METABÓLICA

CONCENTRACIÓN DE AMP ES MAS SENSITIVA A CAMBIOS ENERGÉTICOS

NUCLEÓTIDOS DE ADENINA JUEGAN UN PAPEL IMPORTANTE EN LA REGULACIÓN METABÓLICA AUMENTO EN [AMP] ACTIVA LA PROTEÍNA KINASA ACTIVADA POR AMP (AMPK)

ACTIVAR GLICÓLISIS Y SUPRIMIR PROCESOS QUE REQUIERAN ENERGÍA

ANÁLISIS DE CONTROL METABÓLICO

CONTRIBUCIONES DE CADA ENZIMA AL FLUJO A TRAVÉS DE LAS VÍAS METABÓLICAS HOMEGENIZADO DE HÍGADO DE RATAS + ENZIMAS AÑADIDAS


COEFICIENTE DE CONTROL DE FLUJO, C, EN UNA VÍA METABÓLICA RAMIFICADA CONTRIBUCIÓN RELATIVA DE CADA ENZIMA EN EL FLUJO DE METABOLITOS (FLUJO = J)

C: VALORES ENTRE 0–1 , TOTAL DE TODAS LA ENZIMAS=1

VALORES DE C PARA ENZIMAS GLICOLÍTICAS: HEXOKINASA: 0.79

PFK-1: 0.21 ISOMERASA DE FOSFOHEXOSA : 0.0


COEFICIENTE DE ELASTICIDAD, ε EXPRESIÓN CUALITATIVA DE LA RESPUESTA DE UNA ENZIMA A CAMBIOS EN CONCENTRACIÓN DE

METABOLITO O UN REGULADOR


COEFICIENTE DE RESPUESTA, R EXPRESA CAMBIOS EN EL FLUJO CUANDO HAY CAMBIOS EN ALGÚN PARÁMETRO

R= C ε


CONTROL DE SÍNTESIS DE GLUCÓGENO DE LA GLUCOSA EN LA SANGRE REGULACIÓN = MANTIENEN CONCENTRACIÓN DE METABOLITOS

CONTROL= ALTERAN EL FLUJO

CONTROL

REGULACIÓN

COORDINACIÓN DE REGULACIÓN DE GLICÓLISIS Y GLUCONEOGÉNESIS


ISOENZIMAS DE HEXOKINASA EN LOS MÚSCULOS Y EL HÍGADO MÚSCULOS = CONSUMEN GLUCOSA HÍGADO = CONSUME O PRODUCE GLUCOSA

NO ESTA INHIBIDA POR SU PRODUCTO G6P


HEXOKINASA IV ES REGULADA AL SER SECUESTRADA LA NÚCLEO HÍGADO = HEXOKINASA IV (GLUCOKINASA)

TAMBIÉN ES REGULADA POR TRANSCRIPCIÓN (NIVEL DE PROTEINA)


REGULACIÓN ALOSTÉRICA DE FOSFOFRUCTOKINASA-1 (PFK-1) CITRATO = INTERMEDIARIO DE OXIDACIONES AERÓBICAS, SEÑAL INTRACELULAR QUE LA CÉLULA ESTA

CUMPLIENDO SUS NECESIDADES ENERGÉTICAS

PASO DE COMPROMISO A GLICÓLISIS


COORDINACIÓN RECÍPROCA DE FRUCTOSA 1,6-BIFOSFATASA (FBPASE-1) PASO CORRESPONDIENTE EN GLUCONEOGENESIS


FRUCTOSA 2,6-BIFOSFATADA COMO MEDIADOR EN RESPUESTA A CAMBIOS HORMONALES

GLUCAGÓN =SEÑAL DE BAJO NIVEL DE AZÚCAR EN LA SANGRE (LIBERACIÓN DE GLUCOSA DEL HIGADO) INSULINA =SEÑAL DE ALTO NIVEL DE AZÚCAR EN LA SANGRE


FRUCTOSA 2,6-BIFOSFATADA ES UN POTENTE REGULADOR ALOSTÉRICO DE PFK-1 Y FBPASE-1


REGULACIÓN DE NIVELES DE FRUCTOSA 2,6-BIFOSFATADA POR PFK-2 Y FBPASE2, DOS FUNCIONES ENZIMÁTICAS EN UN SOLO PÉPTIDO


XYLULOSA 5-FOSFATADA ES UN IMPORTANTE REGULADOR DEL METABOLISMO DE GRASAS Y CARBOHIDRATOS

PRODUCTOS DE LA VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATADAS ACTIVA FOSFOPROTEÍNA FOSFATASA 2ª (PP2A)


REGULACIÓN DEL DESTINO DE LOS PIRUVATOS POR ACETÍL-COA


REGULACIÓN DE GLICÓLISIS Y GLUCONEOGÉNESIS POR TRANSCRIPCIÓN CAMBIO EL EL NÚMERO DE MOLÉCULAS DE ENZIMA

REGULACIÓN DE EXPRESIÓN GENÉTICA POR INSULINA (MAS DE 150 GENES!)


REGULACIÓN DE GLICÓLISIS Y GLUCONEOGÉNESIS POR TRANSCRIPCIÓN

CHREBP (CARBOHYDRATE RESPONSE ELEMENT BINDING PROTEIN: COORDINA LA TRANSCRIPCIÓN DE GENES DE ENZIMAS NECESARIAS PARA LA SÍNTESIS DE CARBOHIDRATOS Y GRASAS

FOXO1 (FORKHEAD BOX OTHER): ESTIMULA TRANSCRIPCIÓN DE ENZIMAS DE GLICÓLISIS; INHIBIDO POR GLUCOSA


REGULACIÓN DE GLICÓLISIS Y GLUCONEOGÉNESIS POR TRANSCRIPCIÓN REGIÓN DEL PROMOTOR DE PEP CARBOXIKINASA INTEGRA UNA MULTIPLICIDAD DE SEÑALES

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