UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALAFACULTAD DE

CIENCIAS MÉDICAS FASE I, Unidad Didáctica:

BIOQUÍMICA MÉDICA2º AÑO

Gluc ó lisis Gluc ó lisis Co n c e p to s Ge n e ra le sCo n c e p to s Ge n e ra le s

Dr. Mynor A. Leiva E nríquezDr. Mynor A. Leiva E nríquez

G L U C Ó L I S I SG L U C Ó L I S I S

Sistema enzimático citoplásmico Sistema enzimático citoplásmico responsable de convertir a la responsable de convertir a la

GLUCOSAGLUCOSA en 2 moléculas de en 2 moléculas de PIRUVATOPIRUVATO..

La fuente La fuente principal de principal de

carbohidratos carbohidratos proviene de la proviene de la fotosíntesisfotosíntesis

El proceso El proceso digestivo de digestivo de

los los carbohidratos carbohidratos

lleva a la lleva a la formación de formación de

GLUCOSAGLUCOSA

Glucólisis. 1a. Etapa: Manejo de Glucólisis. 1a. Etapa: Manejo de HexosasHexosas

1. La 1. La glucosaglucosa se fosforila a se fosforila a glucosa-6-fosfatoglucosa-6-fosfato por por efecto de la enzima efecto de la enzima HEXOCINASAHEXOCINASA (en los tejidos (en los tejidos extrahepáticos) y la extrahepáticos) y la GLUCOCINASAGLUCOCINASA (en el (en el hígado), en una reacción hígado), en una reacción irreversibleirreversible que que requiere el consumo de ATP.requiere el consumo de ATP.

Glucólisis 1a. Etapa: Manejo de HexosasGlucólisis 1a. Etapa: Manejo de Hexosas

2-2-La La glucosa-6-Fosfatoglucosa-6-Fosfato es convertida es convertida en en fructosa-6-fosfatofructosa-6-fosfato por la acción de por la acción de

la enzima la enzima FOSFO-HEXOSA ISOMERASAFOSFO-HEXOSA ISOMERASA en una reacción reversible.en una reacción reversible.

Glucólisis 1a. Etapa: Manejo de HexosasGlucólisis 1a. Etapa: Manejo de Hexosas

3-3- La La fructosa-6-fosfatofructosa-6-fosfato es convertida a es convertida a fructosa 1-6 bis-fosfatofructosa 1-6 bis-fosfato en una reacción en una reacción irreversibleirreversible por la acción de la enzima por la acción de la enzima FOSFO-FRUCTOCINASA.FOSFO-FRUCTOCINASA.

Se requiere el consumo de ATPSe requiere el consumo de ATP

Glucólisis 2a. Etapa: formación de Triosas. Glucólisis 2a. Etapa: formación de Triosas.

4- La 4- La fructosa 1-6-bis-fosfatofructosa 1-6-bis-fosfato (de 6 carbonos) es (de 6 carbonos) es convertida en 2 moléculas de 3 carbonos: convertida en 2 moléculas de 3 carbonos: la la Dihidroxiacetona y el gliceraldehido-3-PDihidroxiacetona y el gliceraldehido-3-P por la enzima por la enzima ALDOLASAALDOLASA

Glucólisis 2a. Etapa: Glucólisis 2a. Etapa: Ínter conversión de TriosasÍnter conversión de Triosas

5-5-La enzima La enzima FOSFO-TRIOSA ISOMERASAFOSFO-TRIOSA ISOMERASA permite permite que la que la Di-hidroxi-acetona-P Di-hidroxi-acetona-P pueda ser convertida pueda ser convertida en en Gliceraldehido-3-PGliceraldehido-3-P en una reacción en una reacción reversiblereversible que actúa dependiendo que actúa dependiendo de las concentraciones de los sustratos.de las concentraciones de los sustratos.

Glucólisis 3a. Etapa: Metabolismo de Triosas. Glucólisis 3a. Etapa: Metabolismo de Triosas. Cada una dará origen a Cada una dará origen a

una molécula de Piruvatouna molécula de Piruvato

6-6-El El gliceraldehido-3-P gliceraldehido-3-P es convertido a es convertido a 1-3-bis-1-3-bis-fosfoglicerato, fosfoglicerato, generando NADH+H y consumiendo generando NADH+H y consumiendo fósforo inorgánico en una reacción reversible por la fósforo inorgánico en una reacción reversible por la enz. enz. G-3-P-DESHIDROGENASAG-3-P-DESHIDROGENASA..

La La DHAPDHAP será un segundo será un segundo gliceraldehido-3-P gliceraldehido-3-P que que recorrerá el mismo camino por segunda vez.recorrerá el mismo camino por segunda vez.

Glucólisis 3a. Etapa: Metabolismo de Triosas. Glucólisis 3a. Etapa: Metabolismo de Triosas. En este paso, En este paso, cada unacada una genera genera

una molécula de ATPuna molécula de ATP

7-7-El El 1-3-bis-fosfoglicerato1-3-bis-fosfoglicerato es convertido en es convertido en 3-3-fosfogliceratofosfoglicerato en una reacción reversible por la en una reacción reversible por la enzima enzima FOSFOGLICERATOFOSFOGLICERATO CINASACINASA que que permite formar ATP “a nivel del sustrato”permite formar ATP “a nivel del sustrato”

Glucólisis 3a. Etapa: Glucólisis 3a. Etapa: Metabolismo de Triosas.Metabolismo de Triosas.

8-8-El El 3 fosfoglicerato3 fosfoglicerato es convertido en es convertido en 2 fosfoglicerato 2 fosfoglicerato en una reacción reversible por la en una reacción reversible por la enzima enzima FOSFOGLICERATO MUTASAFOSFOGLICERATO MUTASA

Glucólisis 3a. Etapa: Metabolismo de Triosas.Glucólisis 3a. Etapa: Metabolismo de Triosas.

9-9-El El 2-fosfoglicerato2-fosfoglicerato es convertido en es convertido en fosfoenol-fosfoenol-piruvatopiruvato por la enzima por la enzima ENOLASAENOLASA en una en una reacción reversible, con la liberación de una reacción reversible, con la liberación de una molécula de agua.molécula de agua.

Glucólisis 3a. Etapa: Metabolismo de Triosas.Glucólisis 3a. Etapa: Metabolismo de Triosas.

10- El 10- El fosfoenol-piruvatofosfoenol-piruvato es convertido en es convertido en (enol)piruvato(enol)piruvato en una reacción en una reacción irreversibleirreversible por la por la acción de la enzima acción de la enzima PIRUVATO CINASA,PIRUVATO CINASA, con la con la generación de generación de ATP ATP a nivel del sustrato.a nivel del sustrato.

Glucólisis 3a. Etapa: Metabolismo de TriosasGlucólisis 3a. Etapa: Metabolismo de Triosas

11- El 11- El (enol)piruvato(enol)piruvato se se convierte en convierte en (ceto)piruvato(ceto)piruvato en una en una reacción reacción “expontanea”“expontanea”

Éste es el producto final Éste es el producto final de la de la glucólisis glucólisis aeróbicaaeróbica, que , que continua su continua su metabolismo en la metabolismo en la mitocondria. mitocondria.

Glucólisis: compensación forzada Glucólisis: compensación forzada por la anaerobiosis por la anaerobiosis

12- El 12- El (ceto)piruvato(ceto)piruvato es “obligado” a convertirse en es “obligado” a convertirse en LactatoLactato por por acción de la enzima acción de la enzima

LACTATO-DESHIDROGENASALACTATO-DESHIDROGENASA, consumiendo NAD reducido y , consumiendo NAD reducido y generando generando NAD oxidadoNAD oxidado para que se mantenga la función de para que se mantenga la función de la enzima GLICEROL-3-FOSFATO DESHIDROGENASA y siga la enzima GLICEROL-3-FOSFATO DESHIDROGENASA y siga la formación de ATP a nivel del sustrato.la formación de ATP a nivel del sustrato.

GLUCÓLISISGLUCÓLISISGlucólisis Glucólisis

AEROBICAAEROBICAProducto final Producto final

PIRUVATOPIRUVATOEl NAD reducido es El NAD reducido es

enviado a la enviado a la lanzaderalanzadera de la de la mitocondria mitocondria para para reponer NAD reponer NAD oxidado y formar oxidado y formar ATP en la CADENA ATP en la CADENA RESPIRATORIARESPIRATORIA

Glucólisis Glucólisis ANAERÓBICAANAERÓBICA

Producto final Producto final LACTATOLACTATOEl NAD reducido es El NAD reducido es

utilizado por la enzima utilizado por la enzima Lactato Lactato DeshidrogenasaDeshidrogenasa para para formar lactato y formar lactato y reponer NAD oxidado reponer NAD oxidado y garantizar la y garantizar la formación de formación de ATP a ATP a nivel del sustrato.nivel del sustrato.

ResumenResumenRESUMEN DE LA GLUCÓLISIS AERÓBICA:

El consumo de energía es de

2 MOLÉCULAS DE ATP, y

La PRODUCCIÓN de energía es de 4 ATP a nivel del sustrato,

6 ATP por NADH+H

6 ATP por formación de Acetil-CoA

y 24 ATP en Ciclo de Krebs

C. R.

GLUCONEOGÉNESISGLUCONEOGÉNESIS

Sistema enzimático citoplásmico Sistema enzimático citoplásmico responsable de convertir responsable de convertir LACTATO, LACTATO, AMINOÁCIDOS, GLICEROL o algo AMINOÁCIDOS, GLICEROL o algo

de ACIDOS GRASOS de ACIDOS GRASOS en en GLUCOSAGLUCOSA..

• Las reacciones irreversibles de la Glucólisis deben ser sustituidas por enzimas específicas de la Gluconeogénesis las cuales existen principalmente en el hígado.Ocurren en momentos de escasez de carbohidratos

• Provee glucosa a los eritrocitos y otros tejidos.

Gluconeogénesis Gluconeogénesis

A partir del lactato del eritrocito o del A partir del lactato del eritrocito o del metabolismo muscular,metabolismo muscular, el hígado forma el hígado forma piruvato con la enzima piruvato con la enzima Lactato Lactato deshidrogenasadeshidrogenasaEn la mitocondria la En la mitocondria la Piruvato-carboxilasaPiruvato-carboxilasa forma Oxalacetato, que luego es forma Oxalacetato, que luego es convertido a malato y llevado al convertido a malato y llevado al citoplasma.citoplasma.

Lactato deshidrogenasa

GluconeogénesisGluconeogénesis

En el citoplasma se regenera oxalacetato En el citoplasma se regenera oxalacetato el cual es convertido en el cual es convertido en fosfoenol-piruvatofosfoenol-piruvato por la enzima por la enzima fosfoenol-piruvato-fosfoenol-piruvato-carboxicinasacarboxicinasa segunda enzima específica segunda enzima específica de la gluconeogénesis.de la gluconeogénesis.

Gluconeo-génesis: Primera barrera superada.

Desde el Desde el fosfoenolpiruvato hasta fosfoenolpiruvato hasta la formación de la formación de fructosa 1,6-bis-fosfatofructosa 1,6-bis-fosfato no hay barreras.no hay barreras.

Gluconeogénesis: Gluconeogénesis: actividad de enzimas actividad de enzimas

reversibles.reversibles.

Enolasa

F-Gl-mutasa

F-GL-Cinasa

Gliceraldehído-3-P-Deshidrogenasa

Aldolasa

Gluconeogénesis: 2a. Barrera irreversible

La actividad de la enzima Fructosa 1,6-bis-fosfatasa (3a. Enz. Específica...) sustituye la actividad irreversible de la FOSFO-FRUCTO-CINASA, permitiendo la formación de fructosa-6-Fosfato.

Gluconeogénesis: la última barrera

• Obtenida la Glucosa-6-P (por la actividad de la enzima fosfo-hexosa-isomerasa, reversible) aparece la última barrera.

• La enzima Glucosa-6-fosfatasa (4a. Enzima Específica) permite revertir la actividad de la enzima GLUCOCINASA y forma Glucosa libre.

El GLICEROL procedente del metabolismo de grasas puede ser aprovechado convirtiéndolo en FOSFATO DE DIHIDROXIACETONA.

Glicerol-cinasa

Glicerol – 3 – fosfato DESHIDROGENASA

GRACIAS.

Nos vemos la próxima semana.