Rutas Anapleróticas y Ciclo de Glioxilato

1. PRESENTADO POR:
CARLINA ROMÁN ABRAMS
ANGÉLICA M. OLMO FONTÁNEZ
EILEEN SOTO RUIZ
LILLYANN ASENCIO ZAYAS
MARIAWY RIOLLANO CRUZ
WILLIE BIDOT RODRÍGUEZ
ANGÉLICA RIVERA GONZÁLEZ
LOURDES ALICEA RODRÍGUEZ
NAYDA A. MELÉNDEZ CÁCERES
Rutas Anapleróticas y Ciclo de
Glioxilato

2. Objetivos
Introducción a Respiracion Celular
Importancia de las Rutas Anapleróticas
Importancia del Ciclo de Glioxilato
Datos a recordar

3. Introducción
Meta de todo organismo vivo: obtener energía para
la regulación de las diversas reacciones
bioquímicas que permiten su funcionamiento
óptimo.
Sistemas que se caracterizan por realizar
reacciones catabólicas y anabólicas para la
producción de energía:
Fotosíntesis
Fermentación
Respiración celular

4. Respiración Celular
En microorganismos quimioheterótrofos en
presencia de oxígeno, envuelve la oxidación de
compuestos orgánicos, para la liberación de CO
2
,
agua, y eventualmente, energía en forma de ATP.
Etapas:
Glucólisis,
Ciclo de Krebs
Cadena de transporte de electrones

5. Rutas Metabólicas
RESPIRACIÓN CELULAR
Catabólicas: Degradación
de nutrientes
Oxidación de amino ácidos,
catabolismo ácidos grasos
Glucólisis
Anabólicas: Síntesis de
biomoléculas
Ácidos grasos, amino ácidos,
esteroles, glucosa,
nucleótidos
Rol del Ciclo de Ácido Cítrico
Propósito??... Generar
Energía Metabólica

6. Generar potencial reductor y ATP
Se genera una serie de
intermediarios con dos
funciones principales:
Metabolismo energético
Precursores anabólicos
Cuatro de los ocho
intermediarios se oxidan y la
energía se conserva en
coenzimas reducidas: NADH
y FADH
2
Funciones importantes del Ciclo de Krebs

7. Síntesis de biomoléculas
Emplean reacciones
anabólicas como:
síntesis de ácidos grasos,
aminoácidos y
eventualmente
nucleótidos, entre otros.
Ejemplo: alfa-
cetoglutarato, sirve
como precursor de
glutamato
Funciones importantes del Ciclo de Krebs

8. Rutas Anapleróticas
Debido a que estos intermediarios, o precursores,
son utilizados para la síntesis de compuestos
bioquímicos, se necesitan enzimas catalíticas que
generen nuevamente los mismos.
A estas reacciones se conocen como rutas
anapleróticas.

9. Necesidad de Rutas Anapleróticas
Hay intermediarios desviados del ciclo
Oxaloacetato, citrato, Succinyl Co-A, α-ketoglutarato
Necesitamos reemplazarlos
Se encargan de reponer los intermediarios oxalacetato y
malato, por medio de la carboxilación de: piruvato o
fosfoenolpiruvato
Solución:
Rutas Anapleróticas: sintetizan oxaloacetato directamente
o a través de malato
Oxaloacetato: precursor inicial del ciclo

10. Rutas Rutas
AnapleróticasAnapleróticas
Piruvato + HCO
3
−
+ ATP
Oxaloacetato + ADP + P
i
Fosfoenolpiruvato + CO
2
+ GDP Oxaloacetato + GTP
Fosfoenolpiruvato + HCO
3
−

Oxaloacetato + P
i
Piruvato + HCO
3
−
+ NAD(P)H


Malato + NAD(P)
+
Piruvato Carboxilasa
PEP
carboxiquinasa
PEP
carboxilasa
Enzima málico
Resumen de las cuatro Rutas Anapleróticas

11. Rutas Anapleróticas
Proveen balance metabólico
IMPORTANCIA:
Si hay reemplazo de moléculas = Ciclo de Krebs se detiene =
No hay producción de energía = MUERTE celular

12. Características de las Rutas Anapleróticas
Condiciones energéticas:
NO hay producción de energía
Condiciones ambientales:
Ambiente aeróbico
Es ruta asimilativa ya que:
No hay producción de energía
Hay incorporación compuestos orgánicos

13. Organismos usuarios de Rutas Anapleróticas
Hongos:
Saccharomyces cerevisiae
Animales:
humanos
Bacterias:
Corynebacterium glutamicum
Escherichia coli
Pseudonoma aeruginosa
Campylobacter jejuni

14. Ciclo de Glioxilato

15. Características del Ciclo de Glioxilato
Ruta anabólica
asimilativa
No se genera energía
Se incorpora la
utilización de
compuestos orgánicos
Fuentes de dos carbonos
Acetato
Compuestos que deriven a
Acetil-CoA
Asiste en la producción
de carbohidratos
Organismos que lo llevan
a cabo:
Bacterias
Plantas
Protozoarios
Hongos
Invertebrados

16. Modificación del Ciclo de Krebs
A diferencia del ciclo de Krebs, en el ciclo de
glioxilato hay una serie de reacciones, que a través de
la eliminación de decarboxilaciones, forman un
compuesto de cuatro carbonos; el cual ayuda a la
síntesis de glucosa.
 Este ciclo se caracteriza y se diferencia del Ciclo de
Krebs, en que en el mismo se produce glucosa
mediante gluconeogénesis, partiendo inicialmente,
de ácidos grasos y acetatos

17. 1er Paso
Unión de dos moléculas de acetil-CoA con una molécula de
oxaloacetato hasta producir citrato

18. 2do Paso
• Producción de isocitrato a partir de citrato
• En este paso, cada uno de los ciclos alterna sus vías

19. 3er Paso
Producción de succinato y glioxilato a partir de isocitrato

20. 4to Paso
Glioxilato se une a acetil-CoA para producir malato

21. 5to Paso (Último)
• Producción de Oxaloacetato a partir de Malato
• Oxaloacetato es el encargado de la síntesis de glucosa

22. Ciclo Glioxilato
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?
book=stryer&part=A2422&rendertype=figure&id=A2423

23. Las enzimas de este ciclo son…
Isocitrato liasa
Encargada de degradar el isocitrato en
succinato y glioxilato
Malato sintasa
Cataliza la reacción donde se une glioxilato
con acetil-CoA, para producir malato.

24. Importancia del Ciclo
Da la habilidad a ciertos organismos de crecer en:
Etanol, acetato, ácidos grasos o compuestos constituidos por
solo dos carbonos.
 Manera alterna de sobrevivir en ambientes extremos
con limitación de nutrientes
Es regulado según las necesidades celulares de cada
organismo.
Presente en:
bacterias, algunas plantas, protozoas y algunos invertebrados

25. Microorganismo que lo llevan a cabo
Saccharomyces
cerevisiae
Escherichia coli
Haloferax volcanii
(halofilico extremo)
Debaryomyces hansenii

26. Rutas Anapleróticas
Ciclo de Glioxilato
Reacciones de “relleno” de
intermediarios en Ciclo de Krebs
Necesarias para que el Ciclo de
Krebs continúe.
Oxaloacetato es el precursor inicial
del ciclo de Krebs
Causa y efecto:
Si se sintetiza Oxaloacetato, se
forman los otros intermediarios.
El ciclo le provee:
versatilidad metabólica al
organismo
habilidad a las plantas para
crecer en condiciones sin
fotosíntesis
Glioxisomas
El ciclo permite:
el crecimiento en Acetato y otros
compuestos complejos
producción de carbohidratos
Recuerda…

27. Referencias

(1)
Nelson, D and Cox, M. 2008. Principles of Biochemistry. 5
TH
ED. Chaper 16.2: Reactions of the Citric Acid Cycle, pp620. W.H. Freeman and
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
(2)
Nelson, D and Cox, M. 2008. Principles of Biochemistry. 5
TH
ED. Chaper 16.2: Reactions of the Citric Acid Cycle, pp631. W.H. Freeman and
Company.

(3)
Shirai, T. Et al. 2007. Study on roles of anaplerotic pathways in glutamate overproduction of Corynebacterium glutamicum by metabolic flux
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Moat, A. Et al. 2002. Microbial Physiology; Chapter 8: MICROBIAL STRESS RESPONSES. Copyright by Wiley-Liss, Inc.

Moat, A. Et al. 2002. Microbial Physiology; Chapter 9 : ENERGY PRODUCTION AND METABOLITE TRANSPORT Copyright by Wiley-Liss,
Inc.
Yang, C. Et al. 2003. Analysis of Escherichia coli anaplerotic metabolism and its regulation mecanysm from the metabolic responses to altered
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Rojas, O. Et al.2006. Analisis de Rutas Metabolicas en Pseudomonas auriginosa para la Producción de Polihidroxialcano a Partir de Glucosa
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Velayudhan, J. Et al. 2002. Analysis of gluconeogenic and anaplerotic enzymes in Campylobacter jejuni: an essential role for
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