RESUMEN: Glucolisis, Ciclo de Krebs, Cadena de electrones, Gluconeogénesis, Glucogenolisis y Glucogénesis

Incluye una tabla donde muestra la activación e inhibición de las enzimas mas importantes de los procesos mencionados en esta presentación.

1. GLUCOLISIS, CICLO DE KREBS, CADENA DE ELECTRONES, GLUCONEOGÉNESIS, GLUCOGENOLISIS Y GLUCOGÉNESIS MUÑOZ AHUATZIN NOE FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD, LICENCIATURA EN MEDICO CIRUJANO. BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR QFB. MARÍA ERNESTINA BARTOLO ALAMEDA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE TLAXCALA 1° C

2. La glucosa es una fuente importante de energía metabólica para muchas células. La glucolisis (Del griego: Ruptura de Azúcar) es una secuencia de 10 reacciones enzimáticas en la cual LA GLUCOSA SE CONVIERTE EN DOS UNIDADES DE PIRUVATO . La energía liberada en el proceso es almacenada para sintetizar ATP a través de ADP y Pi; por lo tanto la glucolisis es una vía de fosforilación acoplada. GLUCOLISIS La glucolisis se lleva a cabo en el CITOSOL. LA GLUCOLISIS SE DIVIDE EN DOS ETAPAS: ETAPA 1: Inversión de energía, reacción 1-5 ETAPA 2: Recuperación de energía, reacción 6-10 La reacción final de la glucolisis es: Glucosa +2NAD + 2ADP + 2Pi 2Piruvato + 2NADH + 2ATP + 2H 2 O + 4H + La reacción 1, 3 y 10 son de control, IRREVERSIBLES El AMP funciona como reactivador del ciclo, sobretodo después de ser infectado por algún inhibidor. Glucolisis anaerobia PIRUVATO ÁCIDO LÁCTICO Piruvato deshidrogenasa

3. GLUCOLISIS (Aerobia) GLUCOSA Glucosa – 6 - fosfato 3 fosfoglicerato Gliceraldehido 3 fosfato 1-3 B ifosfoglicerato Dihidroxeacetotona fosfato ATP ADP Mg 2+ Mg 2+ ATP A DP Fructosa 6 - fosfato Fructosa 1,6 - bifosfato NADH + H NAD+ Pi Mg 2+ Mg 2+ ATP A DP 2 fosfoglicerato Fosfoenol piruvato H 2 O K+ PIRUVATO Hexocinasa Gliceraldehido 3- fosfato isomerasa Triosa Fosfato Isomerasa Aldosa Fosfofructinasa Fosfoglucosa isomerasa Aldosa Fosfoglicerato cinasa Fosfoglicerato mutasa Enolasa Piruvato cinasa AMP

4. PIRUVATO CO 2 + NADH CoASH + NAD PIRUVATO DESHIDROGENASA ACETIL - CoA El Acetil-CoA se forma a partir del piruvato mediante una descarboxilación oxidativa , por acción de un complejo enzimático llamado PIRUVATO DESHIDROGENASA ; este complejo contiene 3 enzimas: Piruvato deshidrogenasa (E1) Dihidropropil transacetilasa (E2) Dihidropropil deshidrogenasa (E3) Las coenzimas que participan en este complejo son: Pirofosfato de tiamina Lipoamida o ácido lipoico Coenzima A FAD NAD El complejo enzimático actúa también en la reacción 4 del ciclo de Krebs, de α -cetoglutarato a succinil-CoA

5. El ciclo de acido cítrico, ciclo de Krebs o ciclo de los ácidos tricarboxilos, es una ingeniosa ruta metabólica de 8 reacciones enzimáticas con la finalidad de producir energía en forma de ATP. Fue descrito por primera vez, en 1937 por Hans Krebs. CICLO DE KREBS El ciclo de Krebs se realiza en células eucariotas, en la matriz de la MITOCONDRIA. Algunas de las funciones del ciclo de Krebs, son: La biosíntesis Descarboxilación Deshidrogenación Y la principal, producir energía en forma de ATP La reacción neta de la c. de Krebs es: 3NAD + FAD + G DP + 2Pi + Acetil-CoA 3NADH + FADH 2 + GTP + CoA + 2CO 2 Los principales inhibidores del ciclo de Krebs son: Flourocetato (Flour): De citrato a isocitrato Arsenita (Arsénico): De α -cetoglutarato a Succinil-CoA Malonato: De Succinato a Fumarato. En ciclo nosotros obtenemos: 3 NADH: Reacción 3,4 y 8 FADH: Reacción 6 2 CO 2 : Reacción 3 y 4 Compuesto de alta energía ATP o GTP: Reacción 5

6. Succinato Citrato Fumarato Succinil-CoA α -cetoglutarato Isocitrato L Malato Oxalacetato Mn 2+ NAD NADH 2 CO 2 CO2 + NADH 2 CoASH + NAD Ca+ ADP + Pi ATP CoASH FADH 2 F AD H 2 O NAD NADH 2 Fe+ Ca+ H 2 O H 2 O Citrato sintasa Succinil CoA sintetasa α -cetoglutarato deshidrogenasa isocitrato Deshidrogenasa Aconitasa M alato deshidrogenasa Succinato Deshidrogenasa Fumarasa Malonato Arsenita Flouroacetato La insulina es un importante regulador hormonal del ciclo de Krebs

7. Es el proceso metabólico final de la respiración celular. Es la TRANSFERENCIA DE ELECTRONES equivalentes a FADH 2 y NADH obtenidos en la glucolisis y ciclo de Krebs hasta el oxigeno molecular, acoplado a SÍNTESIS DE ATP. CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES FOSFORILACIÓN OXIDATIVA La fosforilación oxidativa se realiza en las crestas de la MITOCONDRIA. La teoría quimiosm ó tica propuesta en 1961 por Peter Mitchell, explica como un gradiente de concentración de protones vincula el transporte de electrones con la síntesis de ATP. La oxidación de NADH y FADH 2 se lleva a cabo en la cadena de electrones, se reducen de los más bajos a los mas altos. Por cada 2 electrones que ingresan a la cadena, se reduce un átomo de oxigeno y se producen 2,5mol de ATP. La ATP sintasa cataliza la síntesis de ATP mediante un mecanismo de cambio y unión. Inhibidores de la cadena de electrones: Rotenona o amital Antimicina A Cianuro La síntesis de ATP a partir de ADP y Pi en la mitocondria; también llamado COMPLEJO V

8. COMPLEJO I COMPLEJO IV COMPLEJO III COMPLEJO II Coenzima Q Citocromo c ADP + Pi ATP Fumarato Succinato FADH2 ADP + Pi ATP ADP + Pi ATP 2e- 2e- NAD NADH 2e- 2H + + ½ O 2 H 2 O Cianuro Antimicina A Rotenona o amital

9. PATOLOGIAS Glucogenosis Tipo I. Enfermedad de von Gierke . (hipoglucemia) Glucogenosis Tipo II. Enfermedad de Pompe . (problemas respiratorios) Glucogenosis Tipo III. Enfermedad de Cori-Forbes. (hepática) La  glucogénesis es la ruta anabólica por la que tiene lugar la síntesis de glucógeno (también llamado glicógeno) a partir de un precursor más simple, la glucosa-6-fosfato. Se lleva a cabo principalmente en el hígado, y en menor medida en el músculo. GLUCOGENESIS REGULACIÓN DE LA GLUCOGÉNESIS La principal enzima reguladora es la GLUCÓGENO SINTASA y su mecanismo fundamental es de modulación covalente por fosforilación-desfosforilación; la enzima es más activa en su forma no fosforilada. La hormona insulina favorece su desfosforilación ya que activa a la enzima que le retira el grupo fosfato, una proteína fosfatasa. La forma fosforilada inactiva se produce por la acción de varias quinasa fundamentalmente la proteína quinasa A dependiente del AMPc . La enzima fosforilada únicamente alcanza alguna actividad si existen en la célula elevadas concentraciones de glucosa-6-fosfato, como ocurre después de una ingesta de alimentos ricos en glúcidos La glucogénesis se lleva a cabo en el CITOSOL. La regulación de las rutas metabólicas es vital para mantener constantes los niveles de ATP (energía): La manera más efectiva de lograrlo es controlando los niveles relativos de glucosa Concentración de ATP indica un alto nivel de energía e induce a la glucogénesis.

10. Glucosa Glucosa 1 fosfato Glucosa – 6 - fosfato Unidades de glucosilo G lucógeno 1iro UDP-Glucosa Fosfoglucomutasa ATP Glucógeno sintasa Gluconasa ( α 1,4) ADP Mg 2+ Mg 2+ 2Pi PPi UTP UDP Glucosa P irofosforilasa UDP Glucógeno ( α 1,6) ( α 1,4) Enzima ramificante GLUCOGENESIS

11. GLUCOGENOLISIS Es la vía por la cual se degrada glucógeno para la obtención de glucosa de una forma rápida, esta vía se estimula por niveles bajos de glucosa, glucagón y catecolaminas (adrenalina, noradrenalina y norepinefrina ) Degradación de glucógeno a glucosa.  Movilización del glucógeno en los tejidos para su degradación por fosforolisis .  Contraria a la glucogénesis.  Diferentes enzimas. Se ocupa cuando glucosa sanguínea baja. En el músculo su objetivo es la producción de ATP, mientras que en el hígado sirve para mantener los niveles de glucosa normal en la sangre.  Tejido hépatico y muscular. Las unidades de glucosa se pueden separar desde el glucógeno por digestión o hidrólisis y por movilización o fosforolisis .  Las principales hormonas reguladoras del glucógeno tisular son las siguientes : a. INSULINA. Favorece la conversión de glucosa en glucógeno cuando está elevada la glucosa sanguínea. Promueve la fosforilación de la glucosa y activa al glucógeno sintetasa . b. EPINEFRINA. Promueve la conversión del glucógeno hepático en glucosa; favorece la transformación del glucógeno muscular en glucosa 6 P c. GLUCAGON. Acelera la degradación del glucógeno hepático a glucosa . La glucogenolisis se lleva a cabo en el CITOSOL.

12. Glucosa Glucosa 1 fosfato Glucosa – 6 - fosfato Fosforilasa Transferasa Pi AMP Glucógeno ( α 1,6) ( α 1,4) Enzima ramificante GLUCOGENOLISIS Fosforilasa Mutasa Glucosa 6 fosfatasa GLUCOLISIS ADRENALINA GLUCAGON

13. Es una REACCIÓN ANABÓLICA. Es la vía que permite la síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos. Es muy importante en animales. Permite ver la regulación de las vías metabólicas. Es necesaria porque muchos tejidos de los animales no necesitan glucosa, mientras que otros son completamente glucosadependientes (cerebro, eritrocitos, médula renal...). Es imprescindible tener siempre glucosa disponible. GLUCONEOGENESIS Se puede hacer glucosa a partir de: -Lactato. -Piruvato. -Algunos aminoácidos. -Intermedios del ciclo de Krebs. -Glicerol . El glucógeno muscular proporciona una fuente de glucosa 1- fosfato para la GLUCOLISIS Y LA CONTRACCIÓN MUSCULAR. E l Glucógeno es el principal carbohidrato de almacenamiento en animales (almidón en vegetales). Se encuentra principalmente en HÍGADO Y MÚSCULOS La gluconeogénesis se lleva a cabo en el CITOSOL. El glucógeno hepático funciona para almacenar glucosa y exportarla para mantener la concentración de GLUCOSA EN LA SANGRE.

14. Glucógeno Piruvato Glucosa – 6 - fosfato Acetil- CoA L actato Ribosa – 5 fosfato Aminoácidos Glucosa Síntesis de glucógeno Degradación del glucógeno Ciclo de Krebs Glucolisis Gluconeogénesis Vía de las pentosas fosfato

15. Alimentación de carbohidratos Ayuno y diabetes Inductor Represor Activador Inhibidor GLUCOGENOLISIS, GLUCOLISIS Y OXIDACIÓN DE PIRUVATO Glucógeno sintasa Insulina, glucosa 6-fosfato Glucagón Hexocinasa Glucosa 6 fosfato Glucocinasa Insulina Glucagón Fosfofructociasa - 1 Insulina Glucagón 5AMP, fructosa, 6 fosfato, fructosa 2-6 bifosfato, Pi Citrato ATP, glucagón Piruvato cinasa Insulina, fructosa Glucagón Fructosa 1-6 bifosfato, insulina ATP, alanina, glucagón, Piruvato deshidrogenasa CoA, NAD, insulina, ADP Acetil CoA, NADH, ATP GLUCONEOGÉNESIS Piruvato carboxilasa Glucocorticoides, epinefrina, glucagón Insulina Acetil CoA ADP Fosfenolpiruvato carboxilasa Glucocorticoides, epinefrina, glucagón Insulina Glucosa 6-fosfatasa Glucocorticoides, epinefrina, glucagón Insulina