Degradación de otros azúcares a través de la vía glicolítica. Fructosa.

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2 Degradación de otros azúcares a través de la vía glicolítica. Fructosa.

3 Degradación de otros azúcares a través de la vía glicolítica Galactosa.

4 Degradación de otros azúcares a través de la vía glicolítica
Degradación de otros azúcares a través de la vía glicolítica. Fructosa, Galactosa y Manosa

5 En condiciones anaeróbicas
DESTINOS DE PIRUVATO LA CELULA DEBE REOXIDAR EL NADH PARA QUE LA VIA GLICOLITICA PUEDA FUNCIONAR !!! En condiciones anaeróbicas SEGÚN LA CELULA O MICROORGANISMO DE QUE SE TRATE EXISTEN DIFERENTES VIAS DE FERMENTACION.

6 (músculo en contracción vigorosa, eritrocitos, bacterias lácticas)
¿Cuál es el destino del Piruvato según las condiciones celulares? GLUCOSA 2 PIRUVATO VG 2 Lactato 2 Acetil-CoA + 2 CO2 4 CO2+ 4 H2O CK Anaerobiosis O2 2 Etanol + 2 CO2 Aerobiosis O2 Fermentación Láctica (músculo en contracción vigorosa, eritrocitos, bacterias lácticas) Fermentación Alcohólica (levaduras) Células animales (excepción eritrocitos), vegetales y muchos microorganismos.

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8 A. Fermentación láctica
En el músculo, especialmente durante el ejercicio intenso, cuando la demanda de ATP es elevada y se ha consumido el oxígeno, la lactato deshidrogenasa (LDH) cataliza la reducción del piruvato para dar lactato, utilizando el NADH provisto por la G-3-P deshidrogenasa. También en eritrocito y en las bacterias lácticas.

9 La mayor parte del lactato, producto final de la glucolisis anaeróbica, es exportado de las células musculares por la sangre hasta el hígado, donde vuelve a convertirse en glucosa. Ciclo de Cori Los cazadores saben del sabor agrio de la carne de un animal que ha corrido hasta agotarse antes de morir. Esto es debido a la acumulación de ácido láctico en los músculos. O2

10 (músculo en contracción vigorosa, eritrocitos, bacterias lácticas)
¿Cuál es el destino del Piruvato según las condiciones celulares? GLUCOSA 2 PIRUVATO VG 2 Lactato 2 Acetil-CoA + 2 CO2 4 CO2+ 4 H2O CK Anaerobiosis O2 2 Etanol + 2 CO2 Aerobiosis O2 Fermentación Láctica (músculo en contracción vigorosa, eritrocitos, bacterias lácticas) Fermentación Alcohólica (levaduras) Células animales (excepción eritrocitos), vegetales y muchos microorganismos.

11 B. Fermentación alcohólica
En levadura (Sac. cerevisiae), el NAD+ se regenera en condiciones anaeróbicas mediante un proceso de gran importancia para la industria alimenticia: la conversión de piruvato a etanol y dióxido de carbono a través de las siguientes reacciones: PPT

12 ¿Cuánta energía rinde un mol de glucosa en anaerobiosis?
Balance energético de la vía glicolítica GLUCOSA 2 PIRUVATO VG Anaerobiosis O2 Fermentación Alcohólica (levaduras) Láctica (músculo en contracción vigorosa, eritrocitos, lactobacilos) 2 Etanol + 2 CO2 2 Lactato Gasto de ATP: - Hexoquinasa……… … -1ATP Fosfofructoquinasa…………..… -1ATP Producción de ATP: Fosfoglicerato quinasa …. + 1ATP (x2) Piruvato quinasa ……… ATP (x2) - 2ATP +4 ATP Balance o rendimiento en ATP…. +2 ATP

13 QUE OCURRE EN CONDICIONES AERÓBICAS??
PIRUVATO CO2 + H2O (Ciclo de Krebs) Cadena respiratoria NADH NAD+ (Sistema de lanzadera) Equiv. de reducción PRODUCCION DE 4 ó 6 ATP

14 Lanzadera del glicerofosfato Lanzadera del malato-aspartato
Músculo esquelético Cerebro Sistemas lanzadera Lanzadera del glicerofosfato Lanzadera del malato-aspartato Hígado Corazón Riñón

15 SISTEMA DE LANZADERA DEL GLICEROFOSFATO
Membrana mit.interna Membrana mit.externa MATRIZ MITOCONDRIAL CITOSOL FADH2 NADH + H+ P-dihidroxicetona Glicerol 3 P Deshidrogenasa NAD+ Glicerol 3 P FAD+ Glicerol 3 P Deshidrogenasa

16 Papel funcional de la glucólisis
Es la principal vía inicial de utilización de la glucosa en todos los tejidos. En músculo esquelético: esta vía genera el ATP necesario para la contracción muscular durante ejercicios intensos. En tejido adiposo: especializado en almacenar triacilglicéridos, la función de la glicólisis es proveer de DHAP, precursora del glicerol-fosfato necesario para la síntesis de aquéllos. En Glóbulos rojos: que no tienen mitocondrias, no se genera ATP por vías oxidativas. Dependen enteramente de la glucólisis para generar ATP. El 2,3-bifosfoglicerato, importante modulador de la hemoglobina (disminuye la afinidad de Hb por el oxigeno, permitiendo así que este sea transferido a los tejidos), se genera a partir de un intermediario de la vía glicolítica: el 1,3-bifosfoglicerato.

17 CICLO DE KREBS BOLILLA 4: (primera parte) Ciclo de Krebs. Generalidades. Descarboxilación oxidativa: complejo de la piruvato deshidrogenasa. Regulación. Destino de la acetil-CoA. Reacciones del ciclo. Balance energético. Regulación del ciclo. Función anfibólica. Compartimentalización mitocondrial. Translocasas. Lanzadera aspartato-malato.

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19 1932-1937 ¿qué sucede después de la fermentación de glucosa a lactato?
Fase de combustión: consumo de oxígeno incrementado por dicarboxilatos y por el citrato (tricarboxilato). Piruvato y oxalacetato pueden formar citrato en presencia de peróxido de hidrógeno. Krebs: relaciona el metabolismo de glucosa con citrato, demuestra esta reacción en tejidos vivos y plantea el ciclo. Krebs, H.A. and Johnson, W.A., The role of citric acid in intermediate metabolism in animal tissues, Enzymologia 4, 148–156 (1937).

20 CICLO DE KREBS O DEL ÁCIDO CÍTRICO
Vía central cuya función principal es recuperar energía a partir de varios combustibles metabólicos: hidratos de carbono, ácidos grasos y aminoácidos, que se degradan a acetil-CoA por oxidación. Función de abastecimiento de reactivos para distintas vías biosintéticas.

21 Características generales
Oxida grupos acetilos de distintas fuentes, se considera un eje del metabolismo celular. El oxalacetato que se consume en el primer paso, se regenera en el último: el ciclo actúa como un catalizador de varios pasos que puede oxidar un número ilimitado de grupos acetilos. En eucariotas, todas las enzimas del ciclo se localizan en la mitocondria.

22 Características generales
El efecto neto de la oxidación de un grupo acetilo por vuelta es de 2 CO2. La energía libre de la oxidación del grupo acetilo se conserva en las coenzimas NADH y FADH2, parte se recupera en GTP. Los intermediarios del ciclo del ácido cítrico son precursores de biosíntesis de otros compuestos.

23 DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA
El grupo acetilo esta unido al grupo sulfhidrilo del CoA por un enlace tioéster. La hidrólisis del enlace tioéster del acetil-CoA libera 31,5 kJ/mol y es, por lo tanto, un enlace rico en energía. mitocondria El acetil-CoA se forma por descarboxilación oxidativa del piruvato, por la acción del complejo multienzimático: Piruvato deshidrogenasa (PDH), constituido por tres enzimas (E1, E2 y E3, Piruvato deshidrogenasa (descarboxilasa), Dihidrolipoil transacetilasa y Lipoil deshidrogenasa) y 5 coenzimas (TPP, ác. Lipoico, Coenzima A, FAD+ y NAD+). Forman parte del complejo dos proteínas reguladoras: una fosfatasa y una quinasa. Ejemplo de canalización de sustratos.

24 ESTRUCTURA DEL PIROFOSFATO DE TIAMINA
Coenzima que proviene de Vitamina B1 Rotura de enlaces adyacentes a grupos carbonilo y transfiere grupos aldehídos activos La parte funcional es el anillo tiazólico. 7

25 ESTRUCTURA DEL ACIDO LIPOICO
POSEE DOS GRUPOS TIOLES ESENCIALES EN LA FORMA REDUCIDA SE ENCUENTRAN COMO HS- Y EN LA OXIDADA COMO -S-S- INTERVIENE EN REACCIONES DE OXIDO-REDUCCION ACTUA COMO PORTADOR DE HIDROGENOS Y COMO PORTADOR DE ACILOS. 8

26 ESTRUCTURA DE LA COENZIMA A
b-Mercaptoetilamina Acido pantoténico 3´fosfoadenosinadifosfato PRECURSORES PARTICIPA EN LA TRANSFERENCIA DE GRUPOS ACILO 9

27 1) Piruvato reacciona con TPP unido a la deshidrogenasa E1, se descarboxila y forma hidroxietil-TPP.
2) Se transfieren 2 electrones y el acetilo a la forma oxidada de lipoil-lisilo de la transacetilasa, formando acetiltioéster del lipoilo reducido. 3) Transesterificación: el grupo -SH del CoA sustituye al -SH de E2, se obtiene Acetil-CoA y lipoilo reducido. 4)E3 promueve la transferencia de 2 átomos de hidrógeno desde los grupos lipoilo reducidos de E2 al FAD de E3. 5) El FADH2 de E3 transfiere un ión hidruro al NAD+, formando NADH. Se restablece la forma oxidada de lipoil-lisilo de E2

28 Regulación PDH Alostérica:
Covalente: E1 es inhibida por fosforilación en serina por una quinasa específica y activada por una fosfoproteína fosfatasa que elimina el grupo fosfato. La quinasa es activada alostéricamente por ATP. Control hormonal: INSULINA (tejido adiposo) activa la fosfatasa.

29 REGULACIÓN COVALENTE

30 DESTINO DEL ACETIL-CoA

31 REACCIONES DEL CICLO DE KREBS
mitocondria

32 1. Condensación

33 2. Isomerización por deshidratación- hidratación
ACONITASA: INHIBIDA POR FLUORACETATO REQUIERE Fe3+

34 3.Descarboxilación oxidativa de isocitrato
Cadena de transporte electrónico: 3ATP

35 4. Descarboxilación oxidativa de alfa-cetoglutarato
Cadena de transporte electrónico: 3 ATP Alfa cetoglutarato deshidrogenasa: enzima semejante a la Piruvato deshidrogenasa. INHIBIDA POR ARSENITO

36 5. Formación de succinato: fosforilación a nivel de sustrato
NUCLEÓSIDO DIFOSFATO QUINASA

37 6. Deshidrogenación de succinato
Cadena de transporte electrónico: 2ATP Enzima unida a la membrana mitocondrial interna. INHIBIDA POR MALONATO

38 7. Hidratación de fumarato

39 8. Oxidación de malato Provenientes del acetil CoA NADH + H+
Cadena de transporte electrónico: 3 ATP

40 REGULACIÓN Mecanismos Disponibilidad de sustratos
Inhibición por productos acumulados Retroinhibición alostérica

41 BALANCE ENERGÉTICO 3ATP TOTAL: 12 ATP 3ATP 2ATP 3ATP

42 FUNCIÓN ANFIBÓLICA ACIDOS GRASOS REACCIONES CATABÓLICAS

43 REACCIONES ANAPLERÓTICAS
La principal reacción anaplerótica es la obtención de oxaloacetato desde piruvato por la PIRUVATO CARBOXILASA. (Hígado y Riñón) (+) Acetil CoA PEP CARBOXIQUINASA (Músculo esquelético y cardíaco). Fosfoenolpiruvato + CO2 + GDP oxalacetato + GTP ENZIMA MALICA Piruvato + HCO NADPH + H L-malato + NADP+ + H2O

44 COMPARTIMENTALIZACIÓN
CICLO DE KREBS: INTRAMITOCONDRIAL TODO INTERCAMBIO CON EL CITOSOL REQUIERE DE LA EXISTENCIA DE TRANSPORTADORES EN LA MEMBRANA INTERNA DE LA MITOCONDRIA

45 LANZADERA DE MALATO ASPARTATO
glicolisis Complejo I

46 Resumen Importancia metabólica: no hay descriptas deficiencias en las enzimas del ciclo. Proceso intramitocondrial, con canalización de sustrato. Función anfibólica: no sólo oxida acetilos provenientes de distintas fuentes, sus componentes son precursores de sustancias de gran importancia biológica. En el ciclo la producción neta de energía en forma de GTP (ATP) es de una molécula; la mayor parte de la energía se conserva en forma de NADH y FADH2, los que transferidos a la cadena respiratoria impulsarán la fosforilación de ATP (total 12 ATP).

47 ¿Cuánta energía está contenida en un mol de glucosa que es degradada hasta CO2 y H2O en condiciones de aerobiosis?

48 Citosol Sistemas lanzadera Mitocondria
Cadena de transporte electrónico

49 BALANCE ENERGÉTICO DE LA OXIDACIÓN COMPLETA DE GLUCOSA
Sistemas de lanzadera 4-6 ATP CR 6ATP 24 ATP 36-38 ATP

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

51 GLUCOSA O2 SIN O2 ATP 4 ATP ATP INHIBIDOR FOSFOFRUCTOQUINASA

52 BIBLIOGRAFÍA VOET, VOET, PRAT, “Fundamentos de Bioquímica”, Ed. Panamericana, 4da. Ed. (2013). LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). BLANCO, A., "Química Biológica", Ed. El Ateneo, 9ª ed. (2012). MURRAY, GRANNER, MAYER y RODWELL, "Bioquímica de Harper", Ed. El Manual Moderno, 26ª ed. (2003). FEDUCHI, BLASCO, ROMERO, YÁÑEZ, “Bioquímica conceptos esenciales”. Ed. Panamericana. 1° edición (2010) STRYER, L “Bioquímica”, Tomos I y II, Ed. Reverté S.A., 5º Ed ). BENYON,S. “Metabolismo y nutrición”. Harcourt Brace 3° Ed.(2007)