METABOLISMO - Profesora Maribel Arnes...• La glucolisis es la ruta por medio de la cual los...
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METABOLISMO
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• El metabolismo tiene dos propósitosfundamentales: la generación de energíapara poder realizar funciones vitales para elorganismo y la síntesis de moléculasbiológicas
• El metabolismo es el proceso general por elcual los sistemas vivos adquieren y utilizanla energía libre que necesitan para realizarlas diversas funciones que ocurren dentro deellos. Y lo consiguen acoplando lasreacciones exoergónicas de la oxidación delos nutrientes a los procesos endoergónicosrequeridos para mantener los sistemasvivos.
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El metabolismo, por regla general, representa la suma de todoslos cambios químicos que convierten los nutrientes, losmateriales de partida utilizables por los organismos, enenergía y productos celulares químicamente complejo, esdecir, consiste literalmente en cientos de reaccionesenzimáticas organizadas en rutas características.
• Obtener energía química a partir de la energía solar
o degradando nutrientes del medioambiente.
• Convertir nutrientes en moléculas propias de la
célula.
• Polimerizar moléculas pequeñas en
macromoléculas (proteínas, ácidos nucleicos y
polisacáridos).
• Sintetizar y degradar biomoléculas necesarias para
funciones especificas de la célula.
RUTAS
METABOLICAS
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FORMA DE OBTENCION DE CARBONO
• AUTOTROFOS utilizan la energía
solar para poder fijar el CO2. atmosférico
(fuente de carbonos).
• HETEROTROFOS no pueden
obtener el carbono del CO2 atmosférico.
Lo obtienen a partir de moléculas
orgánicas complejas.
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DEGRADACION
BIOSINTESIS
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GLUCÓLISIS
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• La glucolisis es la ruta por medio dela cual los azucares de seis átomosde carbono (que son dulces) sedesdoblan, dando lugar a uncompuesto de tres átomos decarbono, el piruvato.
• Durante este proceso, parte de laenergía potencial almacenada en laestructura de hexosa se libera y seutiliza para la síntesis de ATP apartir de ADP
• Está presente en todas las formasde vida actuales. Es la primera partedel metabolismo energético y en lascélulas eucariotas ocurre en elcitoplasma.
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Primera fase
• Las cinco primeras reacciones constituyen una fase de
inversión de energía, en la que se sintetizan azúcares-
fosfato a costa de la conversión de ATP en ADP, y el
sustrato de seis carbonos se desdobla en dos azúcares-
fosfato de tres carbonos.
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Fosforilación
• Hexoquinasa
Reacción N°1:
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ATP :
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Isomerización
• fosfoglucoisomerasa.
Reacción N°2:
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Fosforilación
• Fosfofructoquinasa (PFK1).
Reacción N°3:
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Fragmentación en dos triosa fosfatos
• Aldolasa.
Reacción N°4:
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Isomerización
• Triosa fosfato isomerasa.
Reacción N°5:
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Segunda fase
• Las cinco últimas reacciones corresponden a una fase
de generación de energía, en esta fase, las triosas-
fosfato se convierten en compuestos ricos en energía,
que transfieren fosfato al ADP, dando lugar a la síntesis
de ATP.
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Fosforilación Oxidativa
• Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa.
Reacción N°6:
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Fosforilación a nivel de sustrato
• Fosfoglicerato quinasa.
Reacción N°7:
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Isomerización
• Fosfoglicerato mutasa.
Reacción N°8:
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Deshidratación
• Enolasa.
Reacción N°9:
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Fosforilación a nivel de sustrato
• Piruvato quinasa.
Reacción N°10:
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El rendimiento total de la glucólisis es de 2 ATP y 2 NADH.
Glucosa + 2ADP + 2Pi + 2 NAD+ 2 Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O
∆G°’= -73,3 KJ/mol
Consume ATP Hexoquinasa
Fosfofructoquinasa
Produce ATP Fosfoglicerato quinasa
Piruvato quinasa
Produce NADH Gliceraldehido 3 P deshidrogenasa
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Regulación de la glucólisis
• La glucólisis se regula enzimáticamente en los
tres puntos irreversibles de esta ruta, esto es, en
la primera reacción (G -- >G-6P), por medio de
la Hexoquinasa; en la tercera reacción (F-6P -->
F-1,6-BP) por medio de la PFK1 y en el último
paso (PEP --> Piruvato) por la Piruvatoquinasa.
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1. La hexoquinasa es un punto de regulación pocoimportante, ya que se inhibe cuando hay mucho G-6Pen músculo. Es un punto poco importante ya que el G-6P se utiliza para otras vías.
HQ: Inhibe G-6P
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2. La PFK1 es la enzima principal de la regulación de laglucólisis, si está activa cataliza muchas reacciones y seobtiene más Fructosa 1,6 bifosfato, lo que permitirá a lasenzimas siguientes transformar mucho piruvato. Si estáinhibida, se obtienen bajas concentraciones de productoy por lo tanto se obtiene poco piruvato.
Esta enzima es controlada por regulación alostéricamediante: Por un lado se activa gracias a nivelesenergéticos elevados de ADP y AMP, inhibiéndose enabundancia de ATP y citrato, y por otro se activa enpresencia de un metabolito generado por la PFK2 quees la Fructosa-2,6-Bisfosfato (F-2,6-BP)
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La lógica de la inhibición y activación son las siguientes:
– ATP: inhibe esta enzima pues si hay una altaconcentración de ATP entonces la célula no necesitagenerar más.
– Citrato: si hay una alta concentración de citratoentonces, se está llevando a cabo el ciclo del ácidocítrico (o ciclo de Krebs) y este ciclo aporta muchaenergía, entonces no se necesita realizar glucólisispara obtener más ATP, ni piruvato.
– AMP, ADP: la baja concentración de estas moléculasimplica que hay una carencia de ATP, por lo que esnecesario realizar glucólisis, para generar piruvato yenergía.
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PFK1: Inhibe: ATP - Activa: ADP, AMP y F-2,6-BP.
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3. La piruvatoquinasa en el hígado se inhibe en
presencia de ATP y Acetil Coenzima-A (A-CoA), y se
activa gracias de nuevo ante la F-2,6-BP.
PQ: Inhibe: ATP, A-CoA - Activa: F-2,6-BP