BIOQUIMICA / glucólisis

1. TEMA 16. Glucolisis.
Digestión de glúcidos de la dieta. Absorción de monosacáridos.
Transportadores de glucosa. Importancia y destinos de la glucosa. Fases
de la glucolisis: esquema general y reacciones. Balance global. Destinos
del piruvato. Fermentación láctica y alcohólica. Regulación de la glucolisis.
Entrada de otros glúcidos en la glucolisis. Metabolismo de disacáridos y
del glicerol.
BIOQUÍMICA-1º de Medicina
Departamento de Biología Molecular
M. Dolores Delgado
Proteínas Acidos Polisacáridos Lípidos
Nucleicos
Monosacáridos Glicerol Acidos
Nucleótidos Grasos
Aminoácidos
Glucosa
Urea Piruvato
AcetilCoA
CATABOLISMO
ANABOLISMO
CO2 e-
O2
H2O
ATP
TEMA 16 2

2. DIGESTIÓN DE LOS
GLÚCIDOS DE LA DIETA
Almidón
Lactosa
Sacarosa
(α 1 6)
(α 1 4)
Modificado de Bioquímica Básica de Marks.
Un enfoque clínico”. McGraw-Hill 2006.
TEMA 16 3
PRINCIPALES TRANSPORTADORES DE GLUCOSA
DIFUSIÓN FACILITADA O TTE. PASIVO
GLUT-1.......En la mayoría de las membranas (eritrocitos, cerebro, etc)
GLUT-2 .......Hígado..........................Baja afinidad, nunca limita la velocidad de transporte
GLUT-3....... Cerebro........................Alta afinidad (gran demanda)
GLUT-4...... Adipocitos, ..................Dependiente de insulina
Músculo esq................Dependiente de insulina
COTRANSPORTE Sodio/Glucosa (tte. activo secundario)
GLUT-5.....Intestino delgado..............absorción de Glu de la dieta
Modificado del “Lehninger
Principios de Bioquímica",
Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega.
TEMA 16 4

3. GLUT-4, TRANSPORTE DE GLUCOSA DEPENDIENTE DE INSULINA
“Lehninger Principios de
Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L.
y Cox, M.M. Omega. 2006.
TEMA 16 5
IMPORTANCIA DE LA GLUCOSA
• Principal combustible de la mayoría de los organismos
• Rica en energía: oxidación completa a CO2 y H2O
glucosa + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O : ΔG0’ = - 2840 kJ/mol
• Se almacena como polímeros de alto Pm.
• Cuando aumentan las necesidades energéticas, la glucosa se
libera rápidamente.
• Su degradación proporciona gran cantidad de metabolitos, que
sirven de partida para reacciones biosintéticas.
• 3 destinos: almacenamiento, oxidación vía glucolisis, oxidación
vía pentosas fosfato
TEMA 16 6

4. DESTINOS DE LA GLUCOSA Y DEL PIRUVATO
GLUCÓGENO
ALMACENAMIENTO
GLUCOSA
OXIDACIÓN VIA
OXIDACIÓN VIA
PENTOSAS-P GLUCOSISIS
RIBOSA-5-P
NADPH
PIRUVATO
anabolismo
COND.
(COND. COND. ANAEROBICAS
ANAEROBICAS)
AEROBICAS
ETANOL+ ACETIL-CoA LACTATO
CO2
Modificado del “Lehninger
CO2 + H2O Principios de Bioquímica", 4ª ed.
Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega.
TEMA 16 2006. 7
GLUCOLISIS: VISIÓN GLOBAL
Tejidos: todos Localización: citosol
2 Fases:
- Preparatoria (5 reacciones). Se consumen 2 ATP.
- Beneficios (5 reacciones). Se forman 4 ATP y 2 NADH.
Intermediarios fosforilados:
-hidrólisis de compuestos de alta energía acoplada a síntesis de ATP.
-grupos fosfato ionizados a pH 7 (carga negativa). No difunden al
exterior de la célula.
Tres tipos de transformaciones químicas:
-degradación del esqueleto carbonado de la glucosa hasta piruvato
(ruta de los C)
- fosforilación de ADP a ATP por compuestos de alta energía
(ruta de los fosfatos)
- transferencia de electrones al NAD+ formando NADH
(ruta de los e-)
TEMA 16 8

5. GLUCOSA
ATP Hexoquinasa
1
GLUCOLISIS GLUCOSA-6-P
PREPARATORIA
Fosfogluco-
isomerasa
2
FRUCTOSA-6-P
ATP Fosfofructo
quinasa-1
3
FRUCTOSA-1,6-BP
Aldolasa 4
TPI
DHAP GLICERALDEHIDO-3P 5
GAPDH
6
(2) NADH
(2) 1,3-BPG
PGK 7
(2) ATP
BENEFICIOS
(2) 3-PG
PGM 8
(2) 2-PG
Enolasa
9
(2) PEP
Piruvatoquinasa 10
(2) ATP
(2) PIRUVATO
TEMA 16 9
TEMA 16 10

6. Fase preparatoria
“Lehninger Principios de
Bioquímica", 3ª ed. Nelson, D.L.
y Cox, M.M. Omega. 2001.
TEMA 16 11
Fase de beneficios
“Lehninger Principios de
Bioquímica", 3ª ed. Nelson, D.L.
y Cox, M.M. Omega. 2001.
TEMA 16 12

7. GLUCOLISIS ANAEROBIA (fermentación láctica)
Glucosa
2 ADP + 2 Pi 2
2 ATP 2
Piruvato (2)
(2)
LDH
(2)
5 Isoenzimas
LACTATO (2)
•Eritrocitos
•Músculo esq. (ejercicio intenso)
TEMA 16 13
LA FERMENTACIÓN LÁCTICA ES UN “CIRCUITO CERRADO”
GLUCOSA
2 ATP
2 NAD+
2 NADH 2 LACTATO
2 PIRUVATO
TEMA 16 14

8. CICLO DE CORI
MÚSCULO Sangre HÍGADO
Glucógeno Glucógeno
GLUCOSA GLUCOSA
Gluconeo
Glucolisis génesis
anaerobia
2 ATP 6ATP
PIRUVATO PIRUVATO
LACTATO LACTATO
Descanso
“Sprint”
“deuda de oxígeno”
TEMA 16 15
BALANCE ENERGÉTICO
GLUCOLISIS ANAEROBIA
Glucosa + 2 ADP + 2 Pi 2 Lactato + 2 ATP + 2 H2O
GLUCOLISIS AEROBIA
Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+
2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O
(ΔG0’ = - 85 kJ/mol)
(glucosa + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O : ΔG0’ = - 2840 kJ/mol)
TEMA 16 16

9. FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
•Levaduras (pan, cerveza)
•Bacterias
Glucosa
2 ADP + 2 Pi
2 ATP
2 2
Vit. B1
TEMA 16 17
REGULACIÓN DE LA GLUCOLISIS
TEMA 16 18

10. GENERALIDADES SOBRE REGULACIÓN DE LAS
RUTAS METABÓLICAS
Objetivos:
•Que la velocidad de la vía esté adaptada a las necesidades de la célula
•Que las vías de síntesis y degradación no estén activas a la vez
Mecanismos:
•Enzimas alostéricos (segundos o menos)
•Regulación hormonal (segundos a minutos)
•Regulación genética (horas)
Aspectos generales:
•Las enzimas reguladoras catalizan reacciones irreversibles
•Las primeras reacciones de la ruta metabólica suelen estar reguladas
• Las isoenzimas específicas de tejido permiten regulación diferencial en los
distintos órganos
•Las enzimas reguladoras catalizan etapas limitantes de la ruta
•Muchas rutas tienen regulación por retroalimentación (inhibición por
producto final)
•La regulación hormonal integra las rutas en los distintos tejidos
•Las hormonas regulan el metabolismo por
• cambios en el estado de fosforilación de las enzimas
• o cambios en la regulación genética (inducción o represión génica)
TEMA 16 19
PERFIL ENERGÉTICO DE LA GLUCOLISIS
HK
PFK1
PK
"Bioquímica". Mathews,
C.K. Van Holde, K.E y
Ahern, K.G. Ed. Addison
Wesley. 2002.
TEMA 16 20

11. REGULACIÓN DE LA GLUCOLISIS (I)
A) HEXOQUINASAS
HEXOQUINASA
Músculo: GLUCOSA GLUCOSA-6-P (Km=0.1mM)
GLUCOQUINASA
Hígado: GLUCOSA GLUCOSA-6-P (Km=10mM)
Hexoquinasa
Actividad máxima a [Glu] en
sangre de 5mM Glucoquinasa
Su actividad es proporcional a
la [Glu] en sangre
TEMA 16 21
Regulación de la glucolisis (II)
B) PFK-1
ATP ADP
FRUCTOSA-6-P FRUCTOSA-1,6-BP
ATP
Enzima
de etapa CITRATO Fructosa-2,6-BP
limitante AMP, ADP
Regulación
coordinada con
gluconeogénesis
C) Piruvato quinasa
ADP ATP
PEP PIRUVATO
ATP AcetilCoA
Ácidos grasos
TEMA 16 22

12. ENTRADA DE OTROS GLÚCIDOS EN LA GLUCOLISIS
GLÚCIDOS
GLÚCIDOS DE
INTRACELULARES
LA DIETA
GLUCÓGENO
GAL-1-P
9
4
LACTOSA GALACTOSA ATP GLUCOSA-1-P
1 10
5
MALTOSA GLUCOSA GLUCOSA-6-P
2 ATP
TAG
SACAROSA FRUCTOSA-6-P
3 Ácidos
5 GLICEROL grasos
1. Lactasa ATP
11
2. Maltasa ATP
FRUCTOSA FRUCTOSA-1,6-BP
3. Sacarasa
GLICEROL-3-P
4. Galacto quinasa ATP
6 NAD+
5. Hexoquinasa
12
6. Fructoquinasa DHAP
7. Aldolasa B 7
8. Triosa quinasa FRUCTOSA-1-P 11. Glicerol quinasa
9. Glucógeno fosforilasa 12. Glicerol-3-P-DH
10. Fosfogluco mutasa
GLICERALDEHIDO
ATP
8 GLICERALDEHIDO-3-P
TEMA 16 23
INTOLERANCIA A LA LACTOSA
Déficit de Lactasa: Lactosa Glu + Gal
GALACTOSEMIA
Déficit de enzimas del metabolismo de la galactosa (uridil
transferasa, galactoquinasa, UDP-Glucosa epimerasa)
TEMA 16 24

13. FIN DE LA
GLUCOLISIS
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TEMA 16 25