PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN LIC. NUTRICIÓN – ANALISTA BIOLÓGICO QCA. BIOLÓGICA PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN   Bolilla 6 Destino del Piruvato. Descarboxilación oxidativa, complejo de la piruvato deshidrogenasa, regulación. Destino y funciones de la acetil-CoA. Ciclo de Krebs. Generalidades. Función anfibólica. Regulación. Balance energético. Lanzadera malato-aspartato. Vía de las Pentosas fosfato. Etapas, función. Enzimas implicadas. Relación con la glucólisis. Importancia metabólica. Producción de NAPH. Importancia de las Vitaminas en el funcionamiento de estas vías.

Células animales, vegetales DESTINO DEL PIRUVATO GLUCOSA 2 PIRUVATO Vía Glicolítica (citosol) (mitocondria) O2 ANAEROBIOSIS O2 AEROBIOSIS 2 Acetil-CoA + 2 CO2 2 Lactato Etanol Fermentación Láctica (músculo en contracción, eritrocitos) C. KREBS Fermentación Alcohólica (microorganismos: levaduras) 4 CO2+ 4 H2O Células animales, vegetales

Descarboxilación Oxidativa del Piruvato Cad.Resp. Cofactores: PPT, Lipoato, FAD Piruvato deshidrogenasa Complejo multienzimático (E1, E2, E3) (mitocondria) Producción de Acetil-CoA en la mitocondria

COMPLEJO DE LA PIRUVATO DESHIDROGENASA Se encuentra en la matriz mitocondrial No forma parte del Ciclo de Krebs 3 Enzimas distintas 5 Coenzimas 3 Enzimas E1: Piruvato descarboxilasa E2: Dihidrolipoamida transacetilasa E3: Dihidrolipoamida deshidrogenasa 5 Coenzimas Pirofosfato de Tiamina (PPT): derivado de Vit B1, transporta restos de C Acido lipoico: ácido graso de 8 C, factor nutricional, aceptor y transportador de H Coenzima A (CoA-SH): contiene Ac. Pantoténico (complejo Vit B), aceptor y transportador de restos acilo, forma unión rica en energía FAD: nucleótido, contiene Riboflavina (Vit B2), transportador de equiv. de reducción NAD: nucleótido, contiene Nicotinamida (Vit B5), transportador de equiv. de reducción PPT unida fuertemente a E1 Ac. Lipoico unido covalentemente a E2 FAD fuertemente unido a E3 NAD reoxida FADH2 6

Vitaminas (Coenzimas) en el funcionamiento de estas vías metabólicas Niacina (Vit B5) NAD Ion Hidruro (:H -) Piruvato deshidroge-nasa (PDH) Riboflavina (Vit.B2) FAD Electrones PDH-E3 Tiamina (Vit. B1) PP-tiamina Aldehídos PDH-E1 Acido pantoténico Coenzima A Grupos acilo Tiolasa Acido lipoico Lipoamida Electrones y grupos acilos. PDH-E2 Repasemos de teorías anteriores….

COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA -REGULACIÓN- REGULACION ALOSTERICA MODIFICACION COVALENTE Acetil-CoA - NADH ATP - FOSFORILACION DESFOSFORILACION + PDH Glicólisis ATP 12

COMPLEJO PDH REGULACION POR MODIFICACIÓN COVALENTE PDH activa No fosforilada PDH menos activa fosforilada fosfatasa PDH quinasa 13

DESTINO DE LOS PRODUCTOS DE LA DESCARBOXILACION OXIDATIVA DE PIRUVATO ACETIL- CoA NADH CICLO DE KREBS (matriz mitocondrial) CADENA RESPIRATORIA (membrana interna mitocondrial) 3 ATP 14

Procedencia de la Acetil-CoA Hidratos de Carbono Aminoácidos PIRUVATO Acetil-CoA b-Oxidación de ácidos grasos Cuerpos cetónicos 3

¿Cómo ocurre la Oxidación de Acetil-CoA en la mitocondria? CICLO DE KREBS Ciclo de los Ácidos Tricarboxílicos Ciclo del Ácido Cítrico

Ciclo de Krebs LOCALIZACION: Mitocondria VISION GENERAL: es una serie cíclica de 8 reacciones que oxidan el Acetil- CoA a CO2 y con obtención de: ATP, NADH+H y FADH2 PROCESO AEROBICO: la ausencia de O2 inhibe el ciclo

FUNCIONES DEL CICLO DE KREBS FUNCION principal: catabólica. Oxidación de glúcidos, ácidos grasos y proteínas para obtener ENERGIA Fuente productora de enzimas reducidas utilizadas para la producción de ATP Produce la mayor parte del CO2 de la célula ------------------------------------------------------------------------- FUNCION: anabólica. Convierte intermediarios en precursores de ácidos grasos Proporciona precursores para la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos

REACCIONES del CICLO de KREBS Condensación Acetil-CoA Deshidratación Citrato Deshidrogenación Oxalacetato Malato Cis-Aconitato Hidratación Hidratación Fumarato Isocitrato a-Ceto glutarato Succinato Deshidrogenación Descarboxilación oxidativa Succinil-CoA Fosforilación a nivel de sustrato GTP Descarboxilación oxidativa 15

ENZIMAS DE KREBS 1- Citrato sintasa. 2- Aconitasa. 3- Isocitrato deshidrogenasa. 4- Alfa-cetoglutarato deshidrogenasa. 5- Succinato tioquinasa. 6- Succinato deshidrogenasa. 7- Fumarasa. 8- Malato deshidrogenasa.

PRIMERA REACCION DEL CICLO DE KREBS Citrato sintasa Glicolisis ó Piruvato Acetil-CoA CICLO DE KREBS Oxalacetato Citrato 17

REACCION 2- DE FORMACION DE ISOCITRATO Aconitasa Citrato ó Acido Cítrico Cis-Aconitato 18

REACCION 3 - Isocitrato deshidrogenasa Oxalosuccinato a-Cetoglutarato 20

REACCION 4 - alfa-cetoglutarato deshidrogenasa Succinil-CoA 21

REACCION 5 - Succinil-CoA sintetasa ó Succinato tioquinasa Fosforilación a nivel de sustrato 22

Reacción 6 - Succinato deshidrogenasa Fumarato 23

Reacción 7 - Fumarasa Fumarato L-Malato Fumarasa 24

Reacción 8 - Malato deshidrogenasa Oxalacetato deshidrogenasa 25

REACCION DE LA ISOCITRATO DESHIDROGENASA Distribución de carbonos 20

Esquema de distribución de carbonos desde Succinato a Oxalacetato 26

Resumiendo…. Ciclo de Krebs

BALANCE ENERGETICO DEL CICLO DE KREBS DESCARBOXILACION OXIDATIVA DE PIRUVATO 1 NADH 1 X 3 3 ATP BALANCE ENERGETICO DEL CICLO DE KREBS 3 NADH 3 X 3 9 ATP 1 FADH2 1 X 2 2 ATP 1 GTP 1 ATP 12 ATP 28

RENDIMIENTO DE ATP POR OXIDACION TOTAL DE 1 MOLECULA DE GLUCOSA VIA GLICOLITICA: 2 ATP UNA GLUCOSA PRODUCE 2 MOLECULAS DE PIRUVATO : + 15 = 30 ATP 2 NADH por sistema lanzadera: 2 o 3 ATP c/u = 4 ó 6 ATP TOTAL: 30 ATP + 6 (4) ATP = 36 ó 38 ATP

REGULACION DEL CICLO DE KREBS Piruvato deshidrogenasa Citrato sintasa Isocitrato deshidrogenasa a.Cetoglutarato deshidrogenasa - NADH ATP citrato Piruvato deshidrogenasa Citrato sintasa Isocitrato deshidrogenasa ADP +

REGULACIÓN DEL CICLO DE KREBS

El Ciclo de Krebs es una vía ANFIBÓLICA Función anabólica del Ciclo de Krebs Varios intermediarios del Ciclo pueden ser utilizados para la biosíntesis de otros compuestos. Para un buen funcionamiento del Ciclo estos intermediarios deben reponerse. Las reacciones que proveen de los mismos se denominan Reacciones de relleno o Anapleróticas El Ciclo de Krebs es una vía ANFIBÓLICA

REACCIONES ANAPLEROTICAS O DE RELLENO (+) Acetil-CoA PIRUVATO CARBOXILASA ENZIMA MALICA REACCIONES DE TRANSAMINACION   Piruvato + HCO3- + ATP oxalacetato + ADP + Pi BIOTINA (Vit H) Piruvato+HCO3- +NADPH+ H+ L-malato+NADP++ H2O 29

Bibliografía 1- BLANCO A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 8a edic., Bs. As. (2007). 2- LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). 3- LIM M.Y., “ Lo esencial en Metabolismo y Nutrición”, Ed. Elsevier, 3ra. ed., Barcelona (2010). 4- Docentes de Química Biológica, “QUIMICA BIOLOGICA Orientada a Ciencias de los Alimentos”, Nueva Editorial Universitaria de la Universidad Nacional de San Luis.