CATABOLISMO DE GLÚCIDOS -...
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FASE I
FASE II
FASE III
CATABOLISMO DE GLÚCIDOS
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PRINCIPALES RUTAS DE UTILIZACIÓN DE LA GLUCOSA
RUTA PENTOSA FOSFATO
GLICÓLISIS
SE ALMACENASE DEGRADA
(3)(2)
(1) (5)
Glucógeno-Almidónsacarosa
Ribosa 5-fosfato PiruvatoGluconeogénesis
(4)
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FASE I DELMETABOLISMO de GLÚCIDOS
DEGRADACIÓN DE POLISACÁRIDOS
Endógeno: Glucógeno (animales)Almidón (vegetales)
Mediante fosforólisis
Exógeno: Glucógeno y almidón (en animales)Mediante hidrólisis
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DEGRADACIÓN DE POLISACÁRIDOS
Enlace (α α α α 1-6)
Actividad transferasa
Actividad glicosidasa
(αααα 1-6) Glucosa libre
glucógeno
Glucógeno fosforilasa
Extremo No reductor
Moléculas de glucosa 1-fosfato
Enzima desramificadora
Pi
Glucosa-1P Glucosa-6P glicólisis
fosforólisis
Polímero (α1-4) sin ramificarpara una nueva acción de fosforilasa
fosfoglucomutasa
hexoquinasa
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Almidón
FosforilasaAmilasa
ALMIDON
Glucosa 1-P Glucosa
Glucosa 6-P
Triosa Fosfato CloroplastosDihidroxi acetona -PGliceraldheido 3-P
AmiloplastosGlucosa 6-PFructosa 6-PGlucosa 6-P
Fructosa 1, 6- biPAldolasa
fosfofructoquinasaATP
ATP
SACAROSA
Glucosa Fructosa
ATPATP
hexoquinasa
isomerasa
isomerasa
Glicólisis
Glicólisis
FASE INICIAL DE GLICÓLISIS EN VEGETALES Plastidios
PiH2O
invertasa
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FASE II del Metabolismo de GlúcidosGLICÓLISIS
• Definición• Ubicación Celular • Características• Objetivos Metabólicos• Fases• Importancia de los metabolitos fosforilados• Rendimiento Energético
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Características de la glicólisis
Es un proceso:
• Degradativo• Oxidativo• Exergónico
• De secuencia lineal• Independiente del oxígeno
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Objetivos Metabólicos de la glicólisis
1- Producir energía
2- Proveer precursores para la biosíntesis
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• Definición• Ubicación Celular • Características• Objetivos Metabólicos• Fases• Importancia de los metabolitos fosforilados• Rendimiento Energético
FASE II del Metabolismo de GlúcidosGLICÓLISIS
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Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa
Fosfogliceratoquinasa
Fosfogliceratomutasa
cloroplastos
Glucosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2 piruvato + 2NADH + 2H+ +2ATP + 2H2O
Ecuación general
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IMPORTANCIA DE LOS METABOLITOS FOSFORILADOS1- No pueden abandonar la célula dado que la
membrana plasmática carece de transportadores para los azúcares fosforilados, por lo cual la célula, sin gastar energía, retiene a éstos intermediarios.
2- Cuando los grupos fosforilos se unen al sitio activo de las enzimas proporcionan energía de fijación y además aumentan la especificidad de las reacciones catalizadas enzimáticamente.
3- Conservan la energía metabólica.
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0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
Compuestos de alta energía
Compuestos de baja energíaGlucosa 6-P Glicerol 3-P
Pi
Adenina-ribosa-P-P-P
fosfoenolpiruvato
1,3-bifosfoglicerato
∆GEstándardehidrólisis
Compuestos fosforilados y sus energías libres estandar de hidrólisis
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GLICÓLISIS – Fase I (preparatoria)
Glucosa 6-fosfato
Glucosa
Fructosa 6-fosfato
Fructosa 1,6-bifosfato
Gliceroaldehído 3-fosfato
Dihidroxiacetona fosfato
FASEFASE PREPARATORIAPREPARATORIA
Fosforilación de glucosa y su conversión a
Gliceraldehído 3-fosfatoPrimera Reacción de cebado
Segunda Reacción de cebado
Rotura de azúcar -P de 6 C en dos azúcar-P de 3 C
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1-Fosforilación de la glucosa
hexoquinasa
Glucosa Glucosa 6-fosfato
ReacciReaccióón Nn Nºº 1: Fase preparatoria1: Fase preparatoria
Acople de reacciones
Glucosa + Pi Glucosa 6-P ∆G° = +13,8 kJ/mol
ATP + H2O ADP + Pi ∆G° = - 30.5 kJ/mol
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Hexoquinasa
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Fructosa 6-fosfatoGlucosa 6-fosfato
ReacciReaccióón Nn Nºº 2: Fase preparatoria2: Fase preparatoria
FosfoglucoisomerasaFosfoglucoisomerasa
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Fructosa 6-fosfato Fructosa 1,6- bifosfato
Fosfofructoquinasa
ReacciReaccióón Nn Nºº 3: Fase preparatoria3: Fase preparatoria
Acople de reacciones
Fructosa 6-P + Pi Fructosa 1,6-biP ∆G° = +16,3 kJ/mol
ATP + H2O ADP + Pi ∆G° = - 30.5 kJ/mol
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GLICÓLISIS – Fase I (preparatoria)
Glucosa 6-fosfato
Glucosa
Fructosa 6-fosfato
Fructosa 1,6-bifosfato
Gliceroaldehído 3-fosfato
Dihidroxiacetona fosfato
FASEFASE PREPARATORIAPREPARATORIA
Fosforilación de glucosa y su conversión a
Gliceraldehído 3-fosfatoPrimera Reacción de cebado
Segunda Reacción de cebado
Rotura de azúcar -P de 6 C en dos azúcar-P de 3 C
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Fructosa 1,6- bifosfato Gliceraldehido3- fosfato
Dihidroxiacetonafosfato
aldolasa
ReacciReaccióón Nn Nºº 4: Fase preparatoria4: Fase preparatoria
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Fructosa 1,6- bifosfato
aldolasa
DihidroxiacetonafosfatoGliceraldehido 3- fosfato
triosafosfato isomerasa
ReacciReaccióón Nn Nºº 5: 5: Fase preparatoriaFase preparatoria
C derivados de laglucosa
C derivados de la glucosa
Fase II
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FASE II: DE BENEFICIO
Dihidroxiacetona fosfato (2)
1,3-Difosfoglicerato (2)
3-Fosfoglicerato (2)
2-Fosfoglicerato (2)
Fosfoenolpiruvato (2)
Piruvato (2)
FASE II: de BeneficioFASE II: de Beneficio
ConversiConversióón oxidativa de n oxidativa de gliceroaldehgliceroaldehíídodo 33--fosfato a fosfato a
piruvato y la formacipiruvato y la formacióón n acoplada de ATP y NADHacoplada de ATP y NADH
Oxidación y fosforilación
Primera fosforilación a nivel de sustrato
Segunda fosforilación a nivel de sustrato
Gliceraldehído 3-fosfato
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Gliceraldehido- 3-fosfato
Fosfato Inorgánico
1,3-bifosfoglicerato
ReacciReaccióón Nn Nºº 6: Fase de Beneficio6: Fase de Beneficio
Gliceroaldehído- 3-fosfatodeshidrogenasa
1º-Formación de un compuesto con elevado potencial para transferir grupo fosforilo
+1 +3
(Pi)
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0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
Compuestos de alta energía
Compuestos de baja energíaGlucosa 6-P Glicerol 3-P
Pi
Adenina-ribosa-P-P-P
fosfoenolpiruvato
1,3-bifosfoglicerato
∆GEstándardehidrólisis
Compuestos fosforilados y sus energías libres estandar de hidrólisis
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ReacciReaccióón Nn Nºº 7: Fase de Beneficio7: Fase de Beneficio
1,3-bifosfoglicerato 3-Fosfoglicerato
Fosfogliceratoquinasa
1,3-bifosfoglicerato + H2O 3-fosfoglicerato + Pi ∆G0 = - 49 kJ/mol
ADP +Pi ATP + H2O ∆G0 = +30.5 kJ/mol ∆∆∆∆G0 = - 18, 5 kJ/mol
Acople de reacciones
1º fosforilación a nivel de sustrato
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ReacciReaccióón Nn Nºº 8: Fase de Beneficio8: Fase de Beneficio
3-Fosfoglicerato2-Fosfoglicerato
Fosfogliceratomutasa
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ReacciReaccióón Nn Nºº 9: Fase de Beneficio9: Fase de Beneficio
2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato
enolasa
2º-Formación de un compuesto con elevado potencial para transferir grupo fosforilo
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0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
Compuestos de alta energía
Compuestos de baja energíaGlucosa 6-P Glicerol 3-P
Pi
Adenina-ribosa-P-P-P
fosfoenolpiruvato
1,3-bifosfoglicerato
∆GEstándardehidrólisis
Compuestos fosforilados y sus energías libres estandar de hidrólisis
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ReacciReaccióón Nn Nºº 10: Fase de Beneficio10: Fase de Beneficio
FosfoenolpiruvatoPiruvato
Piruvatoquinasa
PEP + H2O Piruvato + Pi ∆G0 = - 61.9 kJ/mol
ADP + Pi ATP + H2O ∆G0 = + 30.5 kJ/mol
Acople de reacciones
2º fosforilación a nivel de sustrato
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Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa
Fosfogliceratoquinasa
Fosfogliceratomutasa
2NAD+
2ADP
2ADP
2Pi
2H2O
ADP
ADP
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Glucosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2 piruvato + 2NADH + 2H+ +2ATP + 2H2O
∆G10 = - 146 kJ/mol
ECUACIÓN GLOBAL DE LA GLICÓLISIS
Glucosa + 2 NAD+ 2 Piruvato + 2 NADH + 2 H+
∆GT0 = - 85 kJ/mol
2 ADP + 2Pi 2ATP + 2 H2O
∆G20 = + 61,0 kJ/mol
∆G10 + ∆G2
0 =
Degradativoy oxidativo
exergónico
Produce energía
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Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa
Fosfogliceratoquinasa
Fosfogliceratomutasa
Bios.Proteínas
Provee precursoresPara la biosíntesis
Bios. Lidipos
Bios.Proteínas
Bios.Proteínas
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DESTINOS CATABÓLICOS DEL PIRUVATO
Fermentación a etanol en la levadura
Fermentación a lactato en músculo con contracción vigorosa, en eritrocitos y algunas células y microorganismos.
Animales, plantas y muchos microorganismos en condiciones aeróbicas
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Fermentación Láctica
+2
0
Lactato deshidrogenasa
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Fermentación Alcohólica
TTP: tiamina pirofosfato
+1
-1
(Vit B1)Piruvatodescarboxilasa
Alcoholdeshidrogenasa
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PIRUVATO SE OXIDA A ACETIL-S-CoA(Matriz Mitocondrial)
Acetil-CoA
Ciclo del ácido cítricoCO2
Cadena respiratoriae-
O2 H2O
+3
+4
+2 +3
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Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa
Fosfogliceratoquinasa
Fosfogliceratomutasa
Glucosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2 piruvato + 2NADH + 2H+ +2ATP + 2H2O
Regulación
Regulación
Regulación
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Regulación de la glicólisis (I)
GLUCOSA GLUCOSA 6-P
En plantas este paso de regulación no es importante
Hexoquinasa
A) Hexoquinasa
-
+
Pi
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fosfofructoquinasa
En plantas: PEP
-
Pi
+
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Regulación de la glicólisis (III)
C) Piruvato quinasa
FOSFOENOLPIRUVATO PIRUVATO
ATP, NADHAcetil-CoA
Fructosa 1,6-bifosfato
En plantas:
-- +
-
citrato
En plantas es el principal nivel de regulación
+NAD+, AMP, ADP