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BOLILLA 4 (Lic. en Biol. Molec.): CICLO DE KREBS. Generalidades. Descarboxilación oxidativa: complejo de la piruvato deshidrogenasa. Regulación. Destino.

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1 BOLILLA 4 (Lic. en Biol. Molec.): CICLO DE KREBS. Generalidades. Descarboxilación oxidativa: complejo de la piruvato deshidrogenasa. Regulación. Destino de la acetil CoA. Reacciones del ciclo. Regulación del ciclo. Balance energético. Función anfibólica. Compartimentalización mitocondrial. Translocasas. Lanzadera malato-aspartato. VIA DE LAS PENTOSAS. Etapas. Función. Enzimas implicadas. Relación con la glucólisis. Importancia metabólica. BOLILLA 5 (Ing. en Alim.): Descarboxilación oxidativa del piruvato, complejo de la piruvato deshidrogenasa. Regulación. CICLO DE KREBS. Destino de la Acetil-CoA. Mecanismo enzimático. Regulación. Balance energético. Compartimentación mitocondrial. Translocasas. Lanzadera malato-aspartato. Función anfibólica. Reacciones anapleróticas. VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO. Etapas. Función. Enzimas implicadas. Relación con la glucólisis. Importancia metabólica. QUIMICA BIOLOGICA Lic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim.

2 1 GLUCOSA 2 PIRUVATO VG Aerobiosis O2O2 Anaerobiosis O2O2 Fermentación Alcohólica (levaduras, algunos vertebrados marinos) Fermentación Láctica (músculo en contracción vigorosa, eritrocitos, lactobacilos) 2 Etanol + 2 CO 2 2 Lactato2 Acetil-CoA + 2 CO 2 4 CO H 2 O CK Células animales (excepción eritrocitos), vegetales y muchos microorganismos. Destino del Piruvato según las condiciones celulares

3 ¿Cuánta energía está contenida en un mol de piruvato que es degradado hasta CO 2 y H 2 O en la mitocondria en condiciones de aerobiosis?

4 NAD + NADH+H + Ciclo de Krebs, Ciclo de los ácidos tricarboxílicos, Ciclo del ácido cítrico 3 ATP 2 ATP 3 ATP PDH NADH ATP IDH NADH ATP α-CGDH-- 1 NADH ATP SDH FADH ATP MDH NADH ATP STQ GTP ATP TOTAL ATP

5 ¿Cuánta energía está contenida en un mol de glucosa que es degradada hasta CO 2 y H 2 O en condiciones de aerobiosis?

6 Citosol Mitocondria Cadena de transporte electrónico Sistemas lanzadera

7 Lanzadera del glicerofosfato Lanzadera del malato-aspartato -Músculo esquelético -Cerebro -Hígado - Corazón - Riñón

8 Lanzadera del glicerofosfato 2 ATP 1 GLUCOSA 2 PIRUVATO VG G3PDH DHAPGA3P 2 ATP

9 Lanzadera del malato-aspartato 1 GLUCOSA 2 PIRUVATO VG G3PDH DHAPGA3P 3ATP3ATP

10 ¿Cuánta energía está contenida en un mol de glucosa que es degradada hasta CO 2 y H 2 O en condiciones de aerobiosis? 2 NADH 6 ATP 2 FADH 2 4 ATP 6 ATP 18 ATP 4 ATP 2 ATP ó óó 36 ó 38 ATP

11 Efecto Pasteur Louis Pasteur ( ), químico francés cuyos descubrimientos tuvieron enorme importancia en diversos campos de las ciencias naturales. Medio de cultivo (Glucosa) 24 hs 30ºC Glucosa Aerobiosis Anaerobiosis Vaselina

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13 Glucosa yotras hexosas Acs. Grasos Ciclo anfibólico

14 Glucosa Acs. Grasos Ciclo anfibólico

15 Glucosa Acs. Grasos

16 REACCIONES ANAPLEROTICAS ANAPLEROTICO (DEL GRIEGO= RELLENAR) Son aquellas que permiten reponer intermediarios del Ciclo de Krebs que han sido sustraídos por otras rutas biosintéticas. Mantienen un equilibrio de las concentraciones intramitocondriales de los intermediarios del ciclo.

17 Piruvato carboxilasa Enzima málica PEP carboxilasa PEP: fosfoenolpiruvato PEPcarboxi- quinasa

18 Fosfoenolpiruvato + HCO 3 - oxalacetato + P i PIRUVATO CARBOXILASA (ACTIVADA POR ACETIL-CoA, presente principalmente en Hígado y Riñón) REACCIONES ANAPLEROTICAS O DE RELLENO Fosfoenolpiruvato + CO 2 + GDP oxalacetato + GTP Piruvato + HCO ATP oxalacetato + ADP + P i Piruvato + HCO NADPH + H + L-malato + NADP + + H 2 O PEP CARBOXIQUINASA (Músculo esquelético y cardíaco). ENZIMA MALICA PEP CARBOXILASA (Plantas y algunas bacterias)

19 FUNCIONES DEL CICLO DE KREBS Producción de energía metabólica en forma de ATP. Producción de la mayor parte del CO 2 de la célula. Provisión de citrato a partir del cual se obtienen los precursores (acetil-CoA) para la síntesis de ácidos grasos. Provisión de precursores para la síntesis de aminoácidos, nucleótidos y porfirinas.

20 GLUCOSA-6-P Destinos metabólicos de la Glu-6-P Glucógeno-génesis Glucógeno Via de las Pentosas Ribosa-5-P Piruvato Via Glicolitica Glucosa Glu-6-fosfatasa (sólo en hígado)

21 VIA DE LAS PENTOSAS Tiene lugar en el citosol celular. No es una vía de producción de ATP. Produce NADPH para la síntesis de ácidos grasos y esteroides. Produce ribosa-5-fosfato para la síntesis de nucleótidos (ATP, GTP, CTP, UTP, TTP, NAD, FAD) y ácidos nucleicos. Produce intermediarios de la vía glicolítica: gliceraldehído-3- fosfato y fructosa-6-fosfato.

22 CARACTERISTICAS DE LAS REACCIONES DE LA VIA DE LAS PENTOSAS La vía de la pentosas consta de dos fases: 1) oxidativa y 2) no oxidativa. La reacciones de la fase oxidativa son irreversibles. Las reacciones de la fase no oxidativa son reversibles. Según las necesidades de la célula es mas activa una fase o la otra.

23 REACCIONES DE LA FASE OXIDATIVA 6-fosfogluconato NADP + NADPH + H + CO 2 6-fosfogluconato deshidrogenasa Ribulosa 5-fosfato 6-fosfogluconato Lactonasa Glucosa-6-fosfato 6-fosfogluconolactona Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa

24 REACCIONES DE LA FASE NO OXIDATIVA Ribulosa-5-P Xilulosa-5-P Ribosa-5-P Transcetolasa (TPP) Sedoheptulosa-7P Gliceraldehído 3-P Epimerasa Isomerasa

25 Sedoheptulosa-7P G-3-P Transaldolasa Fructosa-6-PEritrosa-4-P REACCIONES DE LA FASE NO OXIDATIVA (CONT.) Eritrosa-4-PXilulosa-5-P + Gliceraldehído 3-P Fructosa-6-P + Transcetolasa (TPP)

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27 Consideraciones finales sobre la Via de las Pentosas fosfato Puede considerarse otra forma de oxidar la glucosa-6-fosfato a CO 2, como ocurre en la glucólisis y en el ciclo del Acido Cítrico. La ruta de las pentosas fosfato es generadora de intermediarios para otras vías metabólicas. El destino real de los azúcares fosfatos (Ribosa-5-P, Gli-3-P, Fru-6-P) depende de las necesidades metabólicas de las células en la que se está produciendo la vía. En mamíferos, esta vía es muy activa en los tejidos donde se lleva a cabo la síntesis de ácidos grasos (utiliza NADPH) glándula mamaria, tejido adiposo, corteza adrenal e hígado. También en mamíferos, el NADPH actúa en procesos de desintoxicación dependientes de citocromo P450 en hígado. En eritrocitos, NADPH, contribuye a mantener la concentración de Glutatión reducido y disminuir los niveles de metahemoglobina.

28 BOLILLA 5 (Lic. en Biol. Molec.): METABOLISMO DEL GLUCOGENO. Glucogenólisis. Enzimas. Regulación. Glucogeno- génesis. Enzimas. Glucogenina. Control hormonal. BIOSÍNTESIS DE GLUCOSA: Gluconeogénesis. Compartimentalización. Reacciones. Costo energético. BOLILLA 6 (Ing. en Alim.): Biosíntesis de carbohidratos. Gluconeogénesis: Ubicación celular, reacciones irreversibles, su regulación. Importancia metabólica. Regulación recíproca de glucólisis y gluconeogénesis. Metabolismo del glucógeno: Síntesis y degradación. Regulación enzimática. Metabolismo del almidón. Síntesis y degradación. QUIMICA BIOLOGICA Lic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim.

29 GLUCONEOGENESIS -Es una vía por la cual se puede sintetizar glucosa y glucógeno a partir de precursores no glucídicos: - Glicerol (proveniente de la degradación de ácidos grasos). - Aminoácidos (derivados del recambio de proteínas). - α-cetoácidos (productos de la degradación de aminoácidos, por ej. piruvato y oxalacetato). - Lactato (del metabolismo anaerobio). -En los mamíferos, ocurre principalmente en hígado y riñón. - Revierte las tres reacciones irreversibles de la vía glicolítica a través de las reacciones (de desvío) catalizadas por: Piruvato carboxilasa - Piruvato carboxilasa (mitocondrial). PEP carboxiquinasa - PEP carboxiquinasa (isoenzimas, citosólica y mitocondrial). Fru-1,6- fosfatasa - Fru-1,6- fosfatasa (citosólica). Glu-6-fosfatasa - Glu-6-fosfatasa (citosólica, solo en hígado). - Es un proceso que consume energía metabólica.

30 Glucólisis Gluconeogénesis

31 Reacciones reversibles de la VG Costo energético - A partir de piruvato 2 piruvato (3C)1 Glu (6C) PC 1 ATP (x 2) = 2 ATP PEPCQ1 GTP (x 2) = 2 GTP PGQ1 ATP (x 2) = 2 ATP PGQ (ATP) GQ (ATP) - A partir de glicerol 2 glicerol (3C)1 Glu (6C) GQ1 ATP (x 2) = 2 ATP

32 Regulación de la Gluconeogénesis ¿Cuándo se activa la gluconeogénesis? - Disminución de la glucemia ( Glucagón). - Ingesta de una dieta pobre en carbohidratos. - Luego de una actividad muscular intensa.


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