glucolisis ciclo metabolico
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Glucolisis
La glucólisis o glicólisis (del griego glycos, azúcar y lysis, ruptura)es la ruta metabólica mediante la que se degrada la glucosahasta dos moléculas de piruvato, a la vez que se produce energíaen forma de ATP (Adenosín trifosfato)la biomolécula energética básica del metabolismocelular) y de NADH(nicotinamida adenina dinucleótida)La ruta esta formada por diez reacciones enzimáticas, Es unaruta metabólica universalmente distribuida en todos losorganismos y células.
Definición:
Es la conversión de glucosa en dos moléculas de ácido pirúvico (compuesto de 3carbonos).
Se usan dos moléculas de ATP, pero se producen cuatro.
El H, junto con electrones, se unen a una coenzima que se llama Nicotín Adenín dinucleótido (NAD+) y forma NADH
Funcion:
Ocurre en el citosol de la célula (el medio Interno acuoso del Citoplasma) que esta formado por un 85% de agua con un gran contenido de sustancias dispersas en él.
La glucosa (se encuentra en la fruta o en la miel)de rápida absorción intestinal y su ubicación tisular se encuentra en el hígado y en el músculo ya que en estos se almacena en forma de glucógeno.
A partir del sustrato inicial (Glucosa) se libera energía en forma de ATP a medida que el Monosacárido se degrada, se producen varios metabolitos importantes que se utilizan en otras etapas del metabolismo.
La degradación atraviesa una serie consecutiva de reacciones enzimáticas que dan como resultado la formación de productos específicos: piruvato, lactato, alcohol o CO2.
La glucolisis se puede considerar una vía anaerobia para producir ATP, cuando funciona así el producto final es el ion lactato no el piruvato, sin embargo una vez que llega el oxigeno, la célula convierte el lactato en piruvato.
FASES DE LA GLUCOLISIS
Las primeras cinco etapas constituyen la fase preparatoria. En estas reacciones se fosforila enzimáticamente la glucosa por el ATP, primero en el átomo de carbono 6, y más tarde en el átomo de carbono 1, rindiendo fructosa 1,6-bifosfato, que se escinde en dos mitades rindiendo dos moléculas de gliceraldehido 3-fosfato; que es el producto de la primera fase de la glucolisis. Se debe tener en cuenta que se deben consumir dos moléculas de ATP, para activar o cebar la molécula de glucosa y prepararla para su escisión en dos fragmentos de 3 carbonos. Otras hexosas particularmente la D-fructosa, D-galactosa y la D-manosa pueden incorporarse también en la fase preparatoria de la glucolisis, después de haber sido fosforiladas. La fase preparatoria de la glucolisis sirve para recoger las cadenas carbonatadas de todas las hexosas metabolizadas en forma de un producto común que es el gliceraldehido 3-fostato.
PRIMERAS ENZIMAS:
1-HEXOCINASA 2- GLUCOSA-6-FOSFATO ISOMERASA 3-FOSFOFRUCTOCINASA 4-ALDOLASA
La segunda fase de la glucolisis, promovida por las restantes 5 enzimas, representa el pago de los réditos de la glucolisis, ya que la energía liberada al convertirse en dos moléculas de gliceraldehido 3-fosfato en dos moléculas de piruvato, se conserva en la fosforilacion acoplada de cuatro moléculas de ADP a ATP. Aunque las cuatro moléculas de ATP se forman en la segunda fase, el rendimiento global es de dos moléculas de ATP por molécula de glucosa empleada, ya que en la primera fase de la glucolisis se consumen dos moléculas de ATP.
ENZIMAS RESTANTES: 5-TRIOSA FOSFATO ISOMERASA 6-GLICERAL-3-FOSFATO DESHIDROGENASA 7-FOSFOGLICERATO CINASA 8-FOSFOGLICERATO MUTASA 9-ENOLASA 10- PIRUVATO CINASA 11-LACTATO DESHIDROGENASA.
La primera reacción es la transferencia de un grupo fosforilo de ATP a la Glucosa-6-fosfato.
Esta reacción es catalizada por la enzima hexoquinasa.
La D-glucosa se ceba.
Fosforilacion de la glucosa
FOSFORILACION DE LA GLUCOSA
OH
OH
OH
CH2
OH
OH
O
GLUCOSA GLUCOSA-6 FOSFATO
OHOH
O
OHOH
CH2O
HEXOQUINASA
ATP ADP
Mg2+
La glucosa-6-fosfato se isomeriza a fructosa-6-fosfato.
Esta reacción es catalizada por la enzima fosfoglucoisomerasa.
Esta reacción implica el desplazamiento del oxigeno del carbonilo desde el átomo del carbono uno al átomo del carbono dos.
Conversión de la glucosa-6-fosfato en fructosa-6-fosfato.
Conversión de la glucosa-6-fosfato en fructosa-6-fosfato.
FOSFOHEXOSA ISOMERASA
GLUCOSA 6- FOSFATO
OH
O
OHOH
OH
CH2PO
FRUCTOSA 6-FOSFATO
OH
CH2O CH2
OH
OH
P
O
Reacción catalizada por la fosfofructoquinasa.
Cataliza la transferencia de un grupo fosfato del ATP y fosforila al 6-fosfato en la posición 1 para rendir a la fructosa 1,6-bifosfato.
Fosforilacion de fructosa-6-fosfato a fructosa-1,6,-bifosfato.
FOSFORILACION DE LA FRUCTOSA 6-FOSTATO A FRUCTOSA 1,6-BIFOSFATO
FRUCTOSA 1,6-BIFOSFATO
O CH2
OH
OH
CH2
P
OO
FRUCTOSA 6-FOSFATO
OH
CH2O CH2
OH
OH
P
OFOSFOFRUCTO
QUINASA
ATP ADP
La fructosa 1,6-bifosfato se escinde reversiblemente rindiendo dos fosfatos de triosas diferentes, el gliceraldehido 3-fosfato (aldosa) y el fosfato dihidroxiacetona (cetona)
Esta reacción concluye técnicamente con la fase preparatoria de la glucolisis.
Desdoblamiento (incisión) de la fructosa 1,6-bifosfato
Desdoblamiento (incisión) de la fructosa 1,6-bifosfato
CCH2 CO
HOH
H
OP
GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO
C C C
O H
HOH
H
H
H
OP
DIHIDROXIACETONA FOSFATO
FRUCTOSA BIFOSFATO ALDOLASA
FRUCTOSA 1,6-BIFOSFATO
O CH2
OH
OH
CH2
PP
OO
Reacción catalizada por la enzima triosa fosfato isomerasa.
El gliceraldehido 3-fosfato es el único que puede seguir con los pasos de la glucolisis por lo tanto se isomerisa el dihidroxiacetona.
ISOMERACION DE DIHIDROXIACETONA FOSFATO EN GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO
Isomeracion de dihidroxiacetona fosfato en gliceraldehido-3-fosfato
CCH2 CO
HOH
H
OP
GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO
C C C
O H
HOH
H
H
H
OP
DIHIDROXIACETONA FOSFATO
TRIOSA FOSFATO ISOMERASA
En esta FASE se conserva la energía de la glucolisis ya que conduce a la formación de ATP.Comenzaremos por observar GLICERALDEHIDO-3FOSFATO energetizar una molécula de NAD (Nicotinamida adenina dinucleótido) el NAD es uno de los grupos intermedios de carga de energía para la formación de ATP. Su estructura compleja se dedica a transferir energía Esta molécula se reduce para formar NADH2
Segunda fase de la glucolisis
CCH2 CO
HOH
H
OP
GLICERALDEHIDO 3 FOSFATO
Oxidación del gliceraldehido 3-fosfato.
NAD+
NADH2
CCH2 CO
PiOH
H
OP
1,3-BIFOSFOGLICERATO
GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO DESHIDROGRENASA O
Primera reacción de la segunda fase
+2hPi
CONVERSION DEL1,3- BIFOSFOGLICERATO Y OBTENCION DE ATP
CCH2 CO
POH
H
O
P
1,3-BIFOSFOGLICERATO
O
CCH2 CO
OOH
H
O
P
3-FOSFOGLICERATO
ADP ATP
FOSFOGLICERATO QUINASA
H
Acido 3-FOSFOGLICERICO
Mg2+
Conversión del 3-fosfoglicerato en 2-fosfoglicerato.
CCH2 CO
OHOH
H
O
P
FOSFOGLICERATO MUTASA
CCH2 CO
OHHO
H
O
3-FOSFOGLICERATO 2-FOSFOGLICERATO
Mg2+
FORMACION DE DOBLE ENLACE Y ELIMINACION DE UNA MOLECULA DE AGUA
CCH2 CO
OHHO
H
O
P
CC CO
OH
O
P
ENOLASA
2-FOSFOGLICERATO FOSFOENOLPIRUVATO
H
H
H2O
Mg2+ K+
Deshidratacion del 2-fosfoenol piruvato catalizada por Mg2+ y K+
FOSFOENOL PIRUVATO A ENOL PIRUVATO Y REACCION ESPONTANEA A PIRUVATO
SE REALIZARON 4 ATP SE INVIETIERON 2 ATP GANANCIA = 2 ATP
Se obtuvieron 2 NADH2
2 PIRUVATOS
CONCLUSIONES
Normalmente o el seguimiento optimo del piruvato y del NADH2 obtenidos de la glucolisis. Pasarían ciclo al de Krebs pero con la presencia de oxigeno.
Sin embargo cuando hay ausencia de oxigeno el piruvato reacciona con una enzima llamada lactato deshidrogenasa y un NADH2. Produciendo NAD+ y Acido láctico
El NAD+ obtenido se vuelve a utilizar en la segunda fase de la glucolisis
FERMENTACION LACTICA: Piruvato a lactato
LACTATO DESHIDROGENASA
NADH2 NAD+
OH
C
LACTATO
“EN AUSENCIA DE OXIGENO”(hipoxia)
+H
DESCARBOXILACION OXIDATIVA DEL PIRUVATO
La glucosa se oxida a piruvato se continua oxidando hasta obtener energía en la cadena transportadora de electrones, por ello lleva el nombre de “DESCARBOXILACION OXIDATIVA DEL PIRUVATO”La oxidación del piruvato es un conjunto de reacciones bioquímicas catalizado por un complejo enzimático (piruvato deshidrogenasa) localizado en la matriz mitocondrial. etapa previa al ciclo de Krebs posterior a la glucolisis
Reacciones Enzimas Producto1 Piruvato + pirofosfato de
tiaminaPiruvato Descarboxilasa
Hidroxiniacetil Pirofosfato de Tiamina (PPT)
2 Hidroxiniacetil + Lipoamida Oxidada
Dihidrolipopil Transacetilasa
Acetil DihidropopilAmida
3 Acetil Dihidropopil Amida + Coenzima A
Acetil Coenzima A(Acetil-Co A)
4 Lipoamida Reducida + FAD Dihidrolipoli Deshidrogenasa
FADH2
5 FADH2 + NAD NADH+H
La descarboxilacion oxidativa del piruvato ocurre en la matriz mitocondrial.
Interviene un complejo enzimático (Piruvato DH) compuesto por 3 enzimas y 5 coenzimas.
Genera 2NADH equivalente a 6ATP.
Conclusiones
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