BOLILLA 4 CICLO DE KREBS: Descarboxilación oxidativa de piruvato. Regulación Destino de la Acetil.Co-A-Translocasas. LANZADERA MALATO-ASPARTATO. CICLO.

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1 BOLILLA 4 CICLO DE KREBS: Descarboxilación oxidativa de piruvato. Regulación Destino de la Acetil.Co-A-Translocasas. LANZADERA MALATO-ASPARTATO. CICLO DEL GLIOXILATO. Enzimas, Función. Importancia CICLO DE LAS PENTOSAS: Etapas. Función. Enzimas. 1

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

3 DESTINO DEL PIRUVATO EN AEROBIOSIS
Ingresa a la mitocondria Mecanismo simporter interno que cotransporta un protón Dentro de la mitocondria se descarboxila a Acetil-CoA Interviene un complejo multienzimático 5

4 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

5 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

6 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

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

8 MECANISMO DE DESCARBOXILACION DEL PIRUVATO Y FORMACION DE ACETIL-CoA
CH3-C-S-CoA Acetil-CoA 10

9 REACCION DE LA PIRUVATO DESHIDROGENASA
Complejo Piruvato Deshidrogenasa E1, E2, E3

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

11 REGULACION DEL COMPLEJO PDH POR MODIFICACION COVALENTE
PDH activa No fosforilada PDH menos activa fosforilada fosfatasa PDH quinasa 13

12 DESTINO DE LOS PRODUCTOS DE LA DESCARBOXILACION OXIDATIVA DE PIRUVATO
ACETIL- CoA NADH ATP CICLO DE KREBS CADENA RESPIRATORIA 3 ATP 14

13 FUNCIONES DEL CICLO DE KREBS
Fuente productora de coenzimas reducidas utilizadas para la producción de ATP. Produce la mayor parte del CO2 de la célula. Los intermediarios son precursores de otros compuestos: ácidos grasos, aminoácidos, glucosa, grupo hemo Proporciona precursores para la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos.

14 MITOCONDRIA GLUCOSA ACIDOS GRASOS AMINOACIDOS PIRUVATO ACETIL-CoA
MATRIZ MEMBRANA

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

16 Membrana mitocondrial externa
KREBS Membrana mitocondrial interna MATRIZ Fumarato Succinato Espacio Intermembrana

17

18 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

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

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

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

22 CENTRO ACTIVO ASIMETRICO DE LA ACONITASA
19

23 EFECTO INHIBITORIO DEL FLUORACETATO

24 REACCION DE LA ISOCITRATO DESHIDROGENASA
Oxalosuccinato a-Cetoglutarato 20

25 REACCION DE LA a-CETOGLUTARATO DESHIDROGENASA
Succinil-CoA 21

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

27 Reacción de la Succinato deshidrogenasa
Fumarato 23

28 Reacción de la Fumarasa
Fumarato L-Malato Fumarasa 24

29 Reacción de la Malato deshidrogenasa
Oxalacetato deshidrogenasa 25

30 Esquema de distribución de carbonos desde Succinato a Oxalacetato
26

31 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

32 BALANCE ENERGETICO DEL CICLO DE KREBS
3 NADH X ATP 1 FADH X ATP 1 GTP ATP 12 ATP DESCARBOXILACION OXIDATIVA DE PIRUVATO 1 NADH X ATP 1 MOLECULA DE GLUCOSA PRODUCE 2 MOLECULAS DE PIRUVATO ( = 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

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

34 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.

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

36 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 +

37 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

38 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

39 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

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

41 + + 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

42 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

43 REGULACION DE LA VIA DE LAS PENTOSAS
Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa - Inhibidor competitivo (Ki= 7mM) NADPH Glutatión Aumenta su síntesis Aumento de H.de C. en la dieta Existen deficiencias hereditarias de Glu-6-Pdeshidrogenasa

44 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 Asp Mas activa en hígado y corazón 35