Ej.: Respiración aeróbica Destinos de la glucosa Glucosa Oxidación vía glucólisis Fermentación alcohólica 2 Piruvato Fermentación Láctica Respiración Ej.: Respiración aeróbica 2 Acetil-CoA Ciclo de Krebs 4 CO2 + 2 H2O Células de animales, plantas y muchos microorganismos bajo condiciones aeróbicas de respiración. Condiciones anaeróbicas: respiración de nitratos.

Balance de poder reductor nulo Destinos de la glucosa Fermentación alcohólica: Levaduras. Fermentación Láctica: Contracción vigorosa de una célula muscular, eritrocitos, algunas otras células y algunos microorganismos. Balance de poder reductor nulo

Ej.: Respiración aeróbica Destinos de la glucosa Glucosa Oxidación vía glucólisis Fermentación alcohólica 2 Piruvato Fermentación Láctica Respiración Ej.: Respiración aeróbica 2 Etanol + 2 CO2 2 Lactato 2 Acetil-CoA Ciclo de Krebs 4 CO2 + 2 H2O Células de animales, plantas y muchos microorganismos bajo condiciones aeróbicas de respiración. Condiciones anaeróbicas: respiración de nitratos.

Homeostasis sanguínea Ej.: Respiración aeróbica Destinos de la glucosa Ribosa 5-P Oxidación vía pentosas fosfato Homeostasis sanguínea Glucógeno Almidón Sacarosa Glucosa Glucosa Almacenamiento Oxidación vía glucólisis Fermentación alcohólica 2 Piruvato Fermentación Láctica Respiración Ej.: Respiración aeróbica 2 Etanol + 2 CO2 2 Lactato 2 Acetil-CoA Ciclo de Krebs 4 CO2 + 2 H2O Células de animales, plantas y muchos microorganismos bajo condiciones aeróbicas de respiración. Condiciones anaeróbicas: respiración de nitratos.

Etapa de interconversión de azúcares Vía de las pentosas fosfato en mamíferos Necesidad de Ribosa-5-P: Células en división rápida, como médula ósea, piel, mucosa intestinal, para sintetizar ARN, ADN y varias coenzimas. Otros tejidos: producción de NADPH para biosíntesis reductiva (hígado, adipocitos, glándula mamaria lactante), así como para controlar los efectos dañinos de los radicales libres (eritrocitos, córnea, cristalino). Etapa oxidativa Etapa de interconversión de azúcares Glucosa-6-P NADPH CO2 + Ribosa-5-P + 2 NADPH + 2 H+

Etapa oxidativa

Mecanismo de la transcetoalasa: TPP (Tiamina Pirofosfato), vitamina B1. 2700 A.C.  Textos médicos chinos refieren al beriberi (deficiencia de tiamina). 1884  Kanehiro Takaki (1849-1920), un cirujano general de la armada japonesa rechazó las ideas previas y atribuyó la enfermedad a una deficiencia proteica. 1897  Christiaan Eijkman (1858-1930), describe que las aves de corral alimentadas con arroz pelado desarrollaban parálisis, pudiendo revertirse al detener esta alimentación: veneno en el interior del arroz, dando la cáscara del arroz una protección al cuerpo. 1901  Gerrit Grijns (1865-1944), interpreta correctamente la conexión entre el consume excesivo de arroz pelado y beriberi, concluyendo que la cáscara del arroz contiene un nutriente esencial. 1911  Casimir Funk aisló la sustancia antineurítica del arroz cereal y la llamó vitamina. 1926  Los químicos alemanes Barend Coenraad Petrus Jansen (1884-1962) y Willem Frederik Donath (1889-1957), lograron aislar y cristalizar el agente activo. 1934  Robert Runnels Williams (1886-1965), un químico de Estados Unidos, determine la estructura. 1958  Ronald Breslow describe finalmente el mecanismo mediante el cual el motivo tiamina de la enzima ejerce su función mediante la sustitución del protón de la posición 2 del anillo tiazol.

Mecanismo de la transcetoalasa: TPP (Tiamina Pirofosfato), vitamina B1. Fuentes de vitamina B1: Levaduras, carne de cerdo y vacuno, legumbres, frutos secos, maíz, huevos, vísceras (hígado, corazón, riñón), avena, papa, arroz enriquecido, arroz completo, semillas de sésamo, trigo, harina blanca enriquecida, leguminosas, nueces, guisantes, maní, porotos de soja y yerba mate. La leche y sus derivados, así como los pescados, mariscos, no son considerados buena fuente de ésta vitamina.

Algunas reacciones que utilizan TPP como cofactor

Mecanismo de la transcetolasa (TC)

Etapa de interconversión de azúcares

6 Glucosa-6P + 12 NADP+ 5 Glucosa-6P + 12 NADPH + 6 CO2 + Pi Vía de las pentosas fosfato Esquema de la ruta Kruger et al., 2003 3 Glucosa-6P + 6 NADP+ + 6 H2O 2 Fructosa-6P + Gliceraldehído-3P + 6 NADPH + 3 CO2 + 9 H+ 6 Glucosa-6P + 12 NADP+ 5 Glucosa-6P + 12 NADPH + 6 CO2 + Pi

TC y TA: Amplia especificidad de sustrato  Ruta alternativa Vía de las pentosas fosfato TC y TA: Amplia especificidad de sustrato  Ruta alternativa Kruger et al., 2003 3 Glucosa-6P + 6 NADP+ + 6 H2O 2 Fructosa-6P + Gliceraldehído-3P + 6 NADPH + 3 CO2 + 9 H+ 6 Glucosa-6P + 12 NADP+ 5 Glucosa-6P + 12 NADPH + 6 CO2 + Pi

Deficiencia de la enzima Glucosa-6-Fosfato Deshidrogenasa (G6PD) La deficiencia de G6PD (mutación hereditaria ligada al sexo) fue descubierta investigando el desarrollo de la hemólisis en pacientes que reciben primaquina (1956), una droga antimalárica. Clases de deficiencia de G6PD Clase I Severamente deficiente, asociada con anemia hemolítica no-esferocítica crónica Clase II Severamente deficiente (1-10 % de actividad residual), asociada con anemia hemolítica aguda Clase III Moderadamente deficiente (10-60 % de actividad residual) Clase IV Actividad normal (60-150 %) Clase V Actividad incrementada (>150 %) Dominio Coenzima Dominio β+α Sitio de unión a sustrato Sitio de unión a coenzima Desarrollo de la enfermedad La mayoría de los individuos son asintomáticos: más de 400 millones de personas en el mundo La enfermedad se manifiesta como hemólisis aguda, debida al stress oxidativo ocasionado en RBC Clínicamente: fatiga, dolor de espalda, anemia e ictericia Disparadores: drogas, infección, porotos de fava No afecta la calidad ni la expectativa de vida, a excepción de combinaciones con otras afecciones 14

Los beneficios de tener la deficiencia G6PD Hipótesis: la deficiencia de G6PD protege contra la malaria. Distribución de alelos con la deficiencia Evidencias experimentales: -Similar distribución de malaria y alelos mutados de G6PD (variante A). Distribución de malaria

Los beneficios de tener la deficiencia G6PD Evidencias experimentales: -Similar distribución de malaria y alelos mutados de G6PD (variante A). -El parásito Plasmodium falciparum presenta un crecimiento menor en células defectivas, pudiendo deberse a que sufre daño oxidativo. -Las personas con malaria tratadas con primaquina (un agente oxidante), al poseer la deficiencia enzimática, desarrollan anemia hemolítica. Fisiología de la infección parasitaria: El parásito oxida el NADPH Deficiencia en GSH Hemólisis dirigida por peróxido El parásito no se desarrolla.

Los perjuicios de tener la deficiencia G6PD -La ingestión de porotos de fava (Vicia fava): anemia hemolítica denominada favismo. -Enfermedad reportada desde principios del siglo XX. -Pitágoras prohibió a sus seguidores la ingestión de porotos de fava, justificando filosóficamente esta orden: reencarnación de las almas. -La divicina, el isouramil, y la convicina son los constituyentes tóxicos presentes en los porotos de Fava, lo cuáles presentan actividad oxidante (acción similar a la primaquina). -Incremento de la actividad de la derivación de las hexosas-monofosfato hacia la ruta de las pentosas fosfato (para revertir los efectos oxidantes), promoviendo la hemólisis en pacientes con deficiencia en G6PD. La ingestión de porotos de fava en personas que no poseen la deficiencia, puede proveer resistencia a la malaria

Mecanismo de la transaldolasa (TA)