Metabolismo de carbohidratos 2 - Por Gus Fallas y Chris … · Metabolismo de carbohidratos 2 ......
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Metabolismo de carbohidratos
2
Marijose Artolozaga Sustacha, MSc
Incorporación de otros carbohidratos a la glicólisis
CICLO DE KREBS
Ciclo de Krebs:
• En la mitocondria
• En todas las células– Excepto eritrocitos: no tienen mitocondrias
• En condiciones aeróbicas– Si ↓ O2 ↓ velocidad
• Ciclo de los ácidos tricarboxílicos
• Ciclo del ácido cítrico (=producto de la 1ª reacción)
Ciclo de Krebs:1 Acetil CoA + 2 H2O →
2 CO2
3 NADH+H+
1 FADH2
1 GTP1 CoA-SH
Ciclo de Krebs:
Ciclo de Krebs:Vía anfibólica:
• Catabolismo de – Carbohidratos
– Ácidos grasos
– Proteínas, aminoácidos
• Fuente de sustratos para biosíntesis de– Aminoácidos ← Oxalacetato
– Aminoácidos ←α‐ceto‐glutarato– Ácidos grasos ← Acetil‐CoA← Citrato
– Grupo Hemo← Porfirina ← Succinil‐CoA
Importante vía de confluencia e integración
de muy diversos procesos metabólicos
Ciclo de Krebs como vía anfibólica:• Fuentes de Acetil CoA que entra al ciclo
– Glucosa → Piruvato (glicólisis aerobia)– Grasas → Ácidos grasos (β‐oxidación)– Degradación de cuerpos cetónicos– Etanol → Piruvato– Degradación de proteínas → aminoácidos:
• Alanina→ Piruvato
catabolismo
Ciclo de Krebs como vía anfibólica:• Fuentes de intermediarios del ciclo
– Degradación de proteínas → aminoácidoscatabolismo
Ciclo de Krebs como vía anfibólica:• Intermediarios del ciclo como precursores de biosíntesis:
anabolismo
En cerebro: Glu → GABA (ácido γ−amino-butírico)
Citrato → acetil CoA
Ciclo de Krebs como vía anfibólica:• Intermediarios del ciclo como precursores de biosíntesis:
• Muy importante en hígado, ejemplo:– Después de comida:
↑↑ Citrato → acetil CoA→ citosol→ síntesis de ácidos grasosoxalacetato
– Ayuno:
Malato→ citosol→ gluconeogénesis→ glucosa
anabolismo
Reacciones anapleróticas:• Cuando los intermediarios se usan en otras vías
• No se logra cerrar el ciclo
• No se obtiene suficiente oxalacetato para recibir el acetilCoA y empezar un nuevo ciclo
• Reacciones anapleróticas proveen oxalacetato u otros intermediarios:– Piruvato Carboxilasa
– Enzima Málica
– Degradación de aminoácidos y ácidos grasos anormales
• Piruvato Carboxilasa:Pir + CO2 + ATP → oxalacetato + ADP+Pi– En hígado
– Cerebro
– Adipocitos...
• Regulación alostérica:⊕ Acetil CoA: para que siga el ciclo
Reacciones anapleróticas:
Ejercicio intenso o descarga de adrenalina (estrés):
↑↑ Pir ← glucólisis↑↑ Acetil CoA ← ác.grasos
⊕ → ciclo → energía
• Enzima Málica:Pir + CO2 + NADPH →Malato + NADP+
Además esta enzima es reversible:
NADPH para síntesis de ác.grasos
Reacciones anapleróticas:
CO2
NADPH
NADP+
• Degradación de aminoácidos y ácidos grasos anormales:
1. Ala, Ser → Pir
2. Gln→ Glu→α‐ceto‐glutarato3. ‐ Ile, Val
‐ ác.grasos anormales:
impares y ramificados
↓ Vitamina B12
↓Succinil CoA
Reacciones anapleróticas:
Regulación del Ciclo de Krebs:
• 3 enzimas claves:– 1ª‐ Citrato Sintasa
– 3ª‐ Isocitrato DH
– 4ª‐ α‐cetoglutarato DH
• Las demás enzimas son reversibles y no tan reguladas
ADP, Ca++ intracelular (ej. contracción muscular, necesita energía)
ATP y poder reductor
⊕
⊗
Regulación del Ciclo de Krebs:
Regulación del Ciclo de Krebs:
• 1ª Citrato Sintasa– No es alostérica
– ⊗ ↑ citrato, inhibición competitiva por producto
– ⊕ ↓ NADH/NAD+ → (malato→ oxalacetato)→↑ act
Enzimas clave del Ciclo de Krebs:
En hígado: relación NADH/NAD+determina si el Acetil CoA va al ciclo de Krebs o a la síntesis de cuerpos cetónicos
• 3ª Isocitrato DH– Alostérica
– ⊗ ↑ NADH
– ⊕ ↑ ADP
Enzimas clave del Ciclo de Krebs:
• 4ª Complejo α‐cetoglutarato DH:– Similar al complejo PirDH– También incluye:
• 3 enzimas catalíticas (no alostéricas)• 5 coenzimas: TPP, lipoato, FAD, NAD, CoA• Enzimas reguladoras
– ⊗ ↑ Productos: NADH y succinil CoA– ⊗ ↑ GTP– ⊕ ↑ Ca++(útil en contracción muscular)
Enzimas clave del Ciclo de Krebs:
Control respiratorio:Es el regulador predominante:• Se necesita recuperar los cofactores oxidados (FAD, NAD+)
↓• Se oxidan en la cadena respiratoria
↓• Depende de ↑ ADP
↓• Si no se gasta el ATP, ↓ ADP Si ↑ O2 y ↑ trabajo (gasta ATP)
↓ ↓
⊗ cadena respiratoria ⊕ cadena respiratoria
⊗ ciclo de Krebs ⊕ ciclo de Krebs
Regulación del Ciclo de Krebs:
‐ A partir de 1 acetil CoA a 2 CO2:Formación de ATP: A nivel de sustrato En la cadena respiratoria:
• 3 NADH+H+ 7,5 ATP
• 1 FADH2 1,5 ATP
• 1 GTP 1 ATP
Total = 10 ATP
‐ A partir de 1 Glucosa: (x2)
Total = 20 ATP
Balance energético del Ciclo de Krebs:
Formación de ATP: A nivel de sustrato En la cadena respiratoria:
1 Glucosa
2 ATP 2 ATP
2 NADH+H+ 5 ó 3 ATP (lanzadera)
2 Piruvato
2 NADH+H+ 5 ATP
2 Acetil CoA
6 NADH+H+ 15 ATP
2 FADH2 3 ATP
2 GTP 2 ATP
Total = 32 ó 30 ATP
Balance energético de 1 glucosa hasta 3 C02en Glicólisis + PirDH + Ciclo de Krebs: