ENTRADA DE OTROS MONOSACARIDOS A LA VIA GLICOLITICA FRUCTOSA MANOSA GALACTOSA Gal-1-P Glu-6-P Fru-1-P Gli-3-P Fructosa Fructosa-6-P Manosa-6-P Fructosa-6-P

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.

DESTINO DEL PIRUVATO O2 Anaerobiosis O2 2 Acetil-CoA + 2 CO2 2 Lactato GLUCOSA Vía Glicolítica 2 PIRUVATO O2 Aerobiosis Anaerobiosis O2 2 Acetil-CoA + 2 CO2 2 Lactato C. KREBS Etanol Fermentación Láctica Fermentación Alcohólica CO2+ H2O Células animales

QUE OCURRE EN CONDICIONES ANAERÓBICAS?? LA CELULA DEBE REOXIDAR EL NADH PARA QUE LA VIA GLICOLITICA PUEDA FUNCIONAR !!! SEGÚN LA CELULA O MICROORGANISMO DE QUE SE TRATE EXISTEN DIFERENTES VIAS DE FERMENTACION.

FERMENTACION ALCOHOLICA Piruvato Acetaldehído Etanol Alcohol deshidrogenasa descarboxilasa FERMENTACION LACTICA

QUE OCURRE EN CONDICIONES AERÓBICAS?? PIRUVATO CO2 + H20 (Ciclo de Krebs) Cadena respiratoria NADH NAD+ (Sistema de lanzadera) Equiv. de reducción PRODUCCION DE 4 ó 6 ATP

CICLO DE CORI MUSCULO ESQUELETICO HIGADO GLUCOSA GLUCOSA ATP NAD+ ATP NADH NADH PIRUVATO PIRUVATO NADH NADH NAD+ NAD+ LACTATO LACTATO

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

BOLILLA 4 Descarboxilación oxidativa de piruvato. Regulación. Destino de Acetil.Co-A. Translocasas Ciclo de Krebs: Reacciones, Balance, Regulación Lanzadera Malato- Aspartato. Ciclo del glioxilato. Enzimas, Función. Importancia Ciclo de las pentosas: Etapas. Función. Enzimas. 1

PROCEDENCIAS DEL PIRUVATO Fuente exógena (Glucosa, fructosa, VIA GLICOLITICA galactosa, Manosa) Fuente endogéna (glucógeno ó almidón) Por transaminación (alanina) AMINOACIDOS Durante la Degradación (serina, triptofano) 4

DESTINO DEL PIRUVATO EN AEROBIOSIS Ingresa a la mitocondria Mecanismo de transporte (simporter) interno que co-transporta un protón Dentro de la mitocondria se descarboxila a Acetil-CoA Interviene un complejo multienzimático 5

COMPLEJO DE LA PIRUVATO DESHIDROGENASA Se encuentra en la matriz mitocondrial No forma parte del Ciclo de Krebs En E. coli tiene un total de 60 proteínas 3 enzimas distintas y cinco coenzimas. E1: Piruvato deshidrogenasa E2: Dihidrolipoamida transacetilasa E3: Dihidrolipoamida deshidrogenasa 5 Coenzimas: TPP, Acido lipoico-Lipoamida, FAD, NAD, CoASH Las cadenas de E1 contienen TPP E2: ác. Lipoico unido covalentemente E3 : FAD fuertemente unido 6

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

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

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

DESCARBOXILACION DEL PIRUVATO Acetil activado Hidroxietilo activado ACETIL-CoA 11

REGULACION DE LA ACTIVIDAD DE PDH REGULACION ALOSTERICA MODIFICACION COVALENTE Acetil-CoA - NADH - FOSFORILACION DESFOSFORILACION + PDH Glicólisis ATP 12

REGULACION DEL COMPLEJO PDH POR MODIFICACION 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 CO2 + H2O CICLO DE KREBS 3 NADH 1 FADH2 FOSF OXID. GTP Fosf. a nivel de sustrato ATP CADENA RESPIRATORIA 3 ATP 14

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

FUNCIONES DEL CICLO DE KREBS Fuente productora de enzimas reducidas utilizadas para la producción de ATP. Produce la mayor parte del CO2 de la célula. Convierte intermediarios en precursores de ácidos grasos. Proporciona precursores para la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos. 2

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 Descarboxilación oxidativa 15

REACCION DE LA CITRATO SINTASA Acetil-CoA Citrato sintasa Oxalacetato Citrato ó Acido Cítrico 16

ESQUEMA DE LA PRIMERA REACCION DEL C. DE KREBS Glicolisis ó Piruvato Acetil-CoA CICLO DE KREBS Oxalacetato Citrato 17

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

EFECTO INHIBITORIO DEL FLUORACETATO

REACCION DE LA ISOCITRATO DESHIDROGENASA Oxalosuccinato a-Cetoglutarato 20

REACCION DE LA a-CETOGLUTARATO DESHIDROGENASA Succinil-CoA 21

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

Reacción de la Succinato deshidrogenasa Fumarato 23

Reacción de la Fumarasa Fumarato L-Malato Fumarasa 24

Reacción de la Malato deshidrogenasa Oxalacetato deshidrogenasa 25

Esquema de distribución de carbonos desde Succinato a Oxalacetato 26

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 DESHIDROGENACION DE PIRUVATO 1 NADH 1 X 3 3 ATP 1 MOLECULA DE GLUCOSA PRODUCE 2 MOLECULAS DE PIRUVATO (15 + 15 = 30 ATP) y 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 28

REGULACION DEL CICLO DE KREBS - NADH ATP Piruvato deshidrogenasa Citrato sintasa SCoA SCoA y citrato - ACoA y Ac.G. ADP + - ATP Isocitrato deshidrogenasa + ADP Ca++ - NADH a.Cetoglutarato deshidrogenasa + Ca++ 27

REACCIONES ANAPLEROTICAS O DE RELLENO Reposición de intermediarios PIRUVATO CARBOXILASA PEP CARBOXIQUINASA ENZIMA MALICA PEP CARBOXILASA   Piruvato + HCO3- + ATP Oxalacetato + ADP + Pi Fosfoenolpiruvato + CO2 + GDP Oxalacetato + GTP Piruvato + HCO3- + NADPH + H+ L-malato + NADP+ + H2O Fosfoenolpiruvato + HCO3- oxalacetato + Pi 29

CICLO DEL GLIOXILATO Plantas, invertebrados y microorganismos. Permite utilizar acetato para la síntesis de glucosa En plantas las enzimas se encuentran en los glioxisomas En cada vuelta del ciclo se utilizan 2 moléculas de Acetil-CoA y una de succinato.

CICLO DEL GLIOXILATO Glucosa Acetil-CoA Gluconeogénesis Oxalacetato GLIOXISOMAS Glucosa Acetil-CoA Acidos grasos Gluconeogénesis Isocitrato liasa Oxalacetato NADH Citrato NAD+ Malato sintasa Acetil-CoA Aconitasa Malato Glioxilato Isocitrato Isocitrato liasa Fumarato Succinato 2 Acetil-CoA + NAD+ + 2 H2O Succinato + 2 CoA-SH + NADH + H+ 30

REACCION DE LA ISOCITRATO LIASA COO- OH-C-H HC-COO- CH2 ו COO- C O H װ ו CH2 -COO- ו + Glioxilato Succinato Isocitrato REACCION DE LA MALATO SINTASA ו COO- OH-C-H CH2 ו Malato COO- C O H װ ו Glioxilato HSCoA O CH3-C װ ~SCoA Acetil-CoA +

VIA DE LAS PENTOSAS Tiene lugar en el citoplasma No es una vía de producción de ATP Sintetiza ribosa-5-fosfato para la síntesis de nucleótidos Sintetiza NADPH para la síntesis de ácidos grasos, esteroides, etc. Produce intermediarios de la vía glicolítica (gliceraldehído fosfato y fructosa-6-fosfato). 31

CARACTERISTICAS DE LAS REACCIONES DE LA VIA DE LAS PENTOSAS La vía de la pentosas consta de dos fases: Una oxidativa y una no oxidativa La reacciones de la vía oxidativa son irreversibles Las reacciones de la vía no oxidativa son reversibles Según las necesidades de la célula es activa una u otra vía. 32

REACCIONES DE LA FASE OXIDATIVA NADP+ NADPH + H+ Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa Lactonasa 6-fosfogluconato Glucosa-6-fosfato 6-fosfogluconolactona NADP+ NADPH + H+ Ribosa-5-fosfato CO2 Ribulosa-5-P isomerasa 6-fosfogluconato deshidrogenasa Ribulosa 5-fosfato 6-fosfogluconato 33

REACCIONES DE LA FASE NO OXIDATIVA Epimerasa Transcetolasa Ribulosa-5-P Xilulosa-5-P Ribosa-5-P Gliceraldehído 3-P Sedoheptulosa-7P

+ + Transaldolasa Gliceraldehído 3-P Fructosa-6-P Eritrosa-4-P Sedoheptulosa-7P + Transcetolasa + Gliceraldehído 3-P Fructosa-6-P Eritrosa-4-P Xilulosa-5-P

Esquema de la Vía de las Pentosas FASE OXIDATIVA Glucosa-6-P D-Ribosa-5-P E1 E2 E3 E4 PGL PGN RLP NADPH NADPH FASE NO OXIDATIVA Ribosa-5-P Xilulosa-5-fosfato PPT TC TA SHP GAP FP EP FP GA P TC + + + XP 34

LANZADERA MALATO-ASPARTATO MATRIZ MITOCONDRIAL CITOSOL Membrana interna PT NADH + H+ NAD+ NADH + H+ NAD+ Oxalacetato Malato MDH Oxalacetato Malato MDH Oxalacetato a-CetoG Asp a-CetoG Oxalacetato GLU AAT Asp Mas activa en hígado y corazón 35