BIOQUIMICA FCV - UNNE

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BIOQUIMICA – FCV - UNNE

METABOLISMO DE GLÚCIDOS

Prof. M.V. Enrique C. ALMIRÓN 2016

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CL A SE DE B IO Q U ÍM ICA -

METABOLISMO DE GLÚCIDOS

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Unidad Temática Nº 8

METABOLISMO GLUCÍDICO

a) Importancia de los glúcidos de la dieta en el metabolismo. Absorción y destinos metabólicos de la glucosa dentro de las células procariotas y eucariotas. Glucólisis. Fermentación y respiración aeróbica: destinos metabólicos del ácido pirúvico; descarboxilación oxidativa, complejo piruvato deshidrogenasa; formación y destinos del Acetil CoA. Síntesis de ácido acético por las bacterias. Síntesis de ácido láctico por las bacterias y el músculo. Formación de ácido propiónico por las bacterias. Utilización del ácido propiónico por el animal.

b) Otras rutas de degradación de la glucosa: Vía de las pentosas fosfato. Gluconeogénesis; necesidad fisiológica de síntesis de glucosa por los animales. Ciclo de Cori. Biosíntesis de glucógeno; glucógeno sintasa. Glucogenólisis. Papel del almacenamiento muscular y hepático de glucógeno.

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De dónde salen los glúcidos

que utilizan los animales?

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La degradación de

alimentos

a

nutrientes

en el tubo digestivo se efectúa por medio de la catálisis de enzimas hidrolíticas (mayoría):

GLUCOSIDASAS

(enlaces Eter) alfa y beta -> hidrolizan enlaces 1-4, 1-6, 1-2,… de oligo y polisacáridos  MONOSACÁRIDOS

Algunos HC no son digestibles ej. En monogástricos: celulosa, inulina, agar,

heteropolisacáridos vegetales (“fibra”); la lactosa en gallinas y otros animales no lactantes (intolerancia).

PROTEASAS (enlaces Amida o Peptídicos) hidrolizan proteínas a AMINOÁCIDOS, en diferentes proporciones según su estructura y origen

LIPASAS (enlaces Ester) hidrolizan tricacilglicéridos a AG y GLICEROL

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Ribete en cepillo y Membrana contraluminal y capilares

•D-Glc= 100%

•D-Gal = 110 %

•D-Fru= 43 %

•D-Man= 19 %

•D-Xil= 15 %

•D-Arab= 9 %

Células columnares de borde en cepillo Capilares Sanguíneos

ABSORCIÓN

INTESTINAL

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Transporte de glucosa

Luz intestinal

Capilares

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Glucosa

Glucosa

INTESTINO DELGADO

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Captación de Glc por las

células

(uniporte)

Transportadores de D-Hexosas

específicos y saturables

Glut1:

CEREBRO-PLACENTA-ENTEROCITOS

↓KM = 5-30 mM p/Glc

Glut2:

HÍGADO, β-PANCR, RIÑÓN, membrana

basolat. INTEST. ↑KM = 60 mM

Glut3

Glut4:

(tej. ADIPOSO, CORAZÓN y MÚSCULO ESQUELÉTICO) KM = 2-5 mM p/Glc –

Estimulado por insulina, q’en1-2’ incrementa su n°en la superf. Celular.

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CATABOLISMO Y ANABOLISMO

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NADH ATP

Rutas catabólicas y anabólicas

«NO IDÉNTICAS»

- Razones energéticas - Razones de regulación

Es necesario controlar los flujos en función de las necesidades del organismo

Catabolismo y Anabolismo transcurren simultáneamente regulados independientemente - A veces localización en diferentes compartimientos celulares - Se facilita la regulación

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Lactato _Acetil-CoA Piruvato CO2 + H2O + NH3 Glucosa-6-P Glucógeno Ciertos Aminoácidos Ácidos grasos Glucogenogénesis _{Glucogenólisis} Gluconeogénesis Glucólisis LDH Vía de las pentosas-P Pentosas y otros azúcares LDH Ciclo de Krebs Cadena Respiratoria Fosforilación Oxidativa Glucosa (ID) Fosforilación + ATP Pir-DH

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GLUCÓLISIS

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GLUCÓLISIS

Citoplasmática.

•10 reacciones (2 etapas/fases), c/u c/reacciones

catalizadas x enzimas.

•Transformar una molécula de glucosa (C

6 ) en

dos moléculas de ácido pirúvico (C

3 ).

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1º PARTE (6 C)

CON GASTO DE ENERGÍA

GLUCÓLISIS

2º PARTE (2 x 3 C)

CON PRODUCCIÓN DE ENERGÍA

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HEXOQUINASA + Mg++ ΔG´ = - 4 Kcal/mol Glc-6-Pato Isomerasa ΔG´ = + 0,4 Kcal/mol FOSFOFRUCTOQUINASA + Mg++ ΔG°´ = - 3,4 Kcal/mol TRIOSAFOSFATOISOMERASA ΔG°´ = + 1,8 Kcal/mol ALDOLASA

Clase I = Mamíferos, tetrámero

PM 160.000

Clase II = Bacterias, Levaduras y Hongos, dímero PM 65.000 ΔG°´ = + 5,7 Kcal/mol GLICERALDEHIDO-3Pato-DH ΔG°´ = + 1,5 Kcal/mol FOSFOGLICERATOQUINASA ΔG°´ = - 4,5 Kcal/mol ENOLASA + Mg++ ó Mn++ ΔG°´ = + 0,4 Kcal/mol FOSFOGLICERATOMUTASA + Mg++ ΔG°´ = + 1,1 Kcal/mol FOSFOGLICERATOQUINASA ΔG°´ = - 4,5 Kcal/mol

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Generación de compuesto de “alta energía” Fosforilación a nivel de sustrato Reorganización molecular

Generación de compuesto de “alta energía”

Fosforilación a nivel de sustrato

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Eucariotas = Lanzaderas o trenes mitocondriales

• En aerobiosis

se transporta a la mitocondria

•Síntesis de

Lactato

(mamíferos, hongos, protozoos, bacts)

•Fermentación

alcohólica

(algas, levaduras, vegetales)

•Otros tipos de

fermentaciones

(bacterias, por ej. Ruminales,

intestinales…)

Otros destinos del Piruvato

(precursor en vías anabólicas)

Mamíferos: depende del estado del metabolismo Celular y la disponibilidad de

O

2

Re-oxidación del NADH

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Anaerobiosis

•El oxígeno no es el aceptor final sino otra molécula

orgánica o inorgánica que se reduce:

Las Levaduras usan acetaldehido -> etanol

Músculo usa piruvato -> lactato

Estos productos son sustancias orgánicas y el proceso se

denomina

fermentación

(ej.

Microorganismos

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Destinos aeróbicos del Piruvato en la

MITOCONDRIA

En la Matriz mitocondrial el ácido pirúvico puede dar:

-> por transaminación =

aminoácido

-> por descarboxilación oxidativa = acetil CoA

-> por carboxilación = oxalacetato

Allí se encuentran las enzimas del

ciclo de Krebs

o de los ácidos tricarboxílicos, o ciclo del ácido cítrico.

Membrana Interna: Sistemas Red-0x del transporte de electrones

adosados a las crestas mitocondriales, ACOPLADO al sistema de

la fosforilación oxidativa donde se sintetiza ATP

(ocurre tanto en bacterias aeróbicas como en mitocondrias de

células eucarióticas).

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GLUCONEOGÉNESIS

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(34)

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(36)

CICLO DE CORI

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(39)

VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO

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Estrategia de la vía oxidativa:

Obtención de PENTOSAS y NADPH

Reacciones de oxidación

Reacciones de isomerización/epimerización

Estrategia de la vía oxidativa:

Obtención de AZÚCARES de 6 y 3 CARBONOS

Reacciones de ruptura y formación de enlaces

(transcetolasas y transaldolasas)

3G6P + 6 NADP+_{+ 3 H}

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Metabolismo del

Glucógeno

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METABOLISMO DEL GLUCÓGENO

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Extremos no reductores Punto de ramificación Extremo reductor

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Extremo no

reductor

Punto de

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Ramas límites

Cadenas externas de Glucógeno (Luego de la acción de la Fosforilasa)

Enzima Desramificante de Glucógeno

Disponible p/su hidrólisis

Disponible p/fosforólisis en los extremos

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Pirofosfatasa inorgánica

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Cadenas terminales de Glgeno con uniones α(1->4)

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