Glucolisis Dr. Carlos Palomo Glucolisis • Utilizada por todas las celulas del cuerpo • La secuencia de reacciones ocurre en el citoplasma • Convierte glucosa (6 carbonos) a piruvato (3 carbonos) • Genera ATP y NADH NADH •Dinucleotido de nicotinamidy adenina • 2 nucleotidos • Transporta electrones • NAD+ • Accepta electrones • NADH • Dona electrones • Puede donar a la cadena de electrones Glucolisis Glucosa Glucosa-6-fosfato Fructosa-6-fosfato Fructosa-1,6-bifosfato Gliceraldehido-3-fosfato 1,3-Gliceraldehido bifosfato Glicerato 3-fosfato Glicerato 2-fosfato Fosfoenol-Piruvato Piruvato Dihidroxiacetona Fosfato Hexoquinasa vs. Glucoquinasa • Hexoquinasa • Se encuentra en la mayoria de los tejidos • Fuertemente inhibida por G6P • Bloquea a células para no acaparar mas glucosa • Insulina = no tiene efecto ATP Glucose - ADP Glucose-6-phosphate Hexoquinasa vs. Glucoquinasa • Glucoquinasa • Se encuentra en hígado y páncreas • NO es inhibida por G6P • Inducida por insulina • Insulin promueve transcripcion ATP Glucose - ADP • Inhibida por F6P (overcome by ↑glucose) Glucose-6-phosphate Fructose-6-phosphate *Enzyme inactive when (1) low glucose and (2) high F6P Proteína reguladora de Glucoquinasa (GKRP) • Transloca glucoquinasa al nucleo • Resultado: inactivacion de la enzima • Fructosa 6 fosfato: • GKRP ancla glucoquinasa al nucleo (inactiva) • Glucosa: • Compite con GKRP para anclarse a GK • Glucoquinasa al citosol (active) GK GKRP F-6-P GKRP GK Glucose Nucleus Hexoquinasa vs. Glucoquinasa • Bajos niveles de Azúcar • Hexoquinasa trabaja (no hay inhibición de G6P) • Glucoquinasa inactiva (glucagon activado; baja insulina) • Glucosa a tejidos, no al hígado • Altos Niveles de Azúcar ATP Glucose • Hexoquinasa inactiva (inhibida por G6P) • Glucoquinasa activa (alta glucosa, alta insulina) ADP • Hígado va a almacenar la glucosa en glucógeno Glucose-6-phosphate Fructose-6-phosphate Deficiencia de Glucoquinasa • Resulta en hiperglicemia • Pancreas es menos sensitivo a la glucosa • Hiperglicemia moderada • Suele exacerbarse en el embarazo Blausen.com staff. "Blausen gallery 2014". Wikiversity Journal of Medicine. DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 20018762. Fosfofructoquinasa-1 • • • • Enzima limitante para glucolisis Consume el segundo ATP Irreversible Compromete la glucosa a glucolisis • Otras vias metabolicas dejan de ser viables Fructose-6-phosphate ATP ADP Fructose-1,6-bisphosphate Regulacion de Glucolisis Fosfofructoquianasa-1 • Inhibidores Clave(menos glucolisis) • Citrato (TCA cycle) • ATP • Inductores Clave (mas glucolisis) • AMP • Fructose 2,6 bisphosphate (insulin) Fructose-6-phosphate ATP ADP Fructose-1,6-bisphosphate Fructosa 2,6 Bifosfato Regulador de la Glucolisis PFK2 Fructosa-6-fosfato F-2,6-bifosfato Fructose 1,6 Bifosfatasa 2 PFK1 Fructosa 1,6 Bifosfatasa 1 Fructosa-1,6-bifosfato On/off switch glucolisis ↑ = glucolisis (on) ↓ = no glucolisis (gluconeogenesis) Fructosa 2,6 Bifosfato Insulina ↑ F 2,6 BP PFK2 F6P F2,6BPase Estado de Saciedad ↑Insulina ↑F 2,6 BP + F 1,6 BP Pixabay Fructosa 2,6 Bifosfato Fasting Glucagon ↓ F 2,6 BP PFK2 F2,6BPase P ↓Insulina ↓F 2,6 BP F6P - F 1,6 BP Aude/Wikipedia Glucolisis Etapa de Division • Fructosa 1,6-fosfato a 2 molecula GAP • Reversible para gluconeogenesis Fructosa-1,6-bifosfato Gliceraldehido-3-fosfato Dihidroxicetona Fosfato Glucolisis Gliceraldehido-3-fosfato NAD+ Etapa de Produccion • Inicia con GAP • 2 ATP por GAP • Total por glucosa = 4 NADH 1,3-bifosfoglycerato ATP 3-fosfgoglicerato 2-fosgoglicerato Metabolismo Anaerobio (sin O2) 2 ATP (neto) Fosfoenolpiruvato ATP Pyruvate NADH NAD+ Lactate TCA Cycle Etapa de Produccion • Piruvato quinasa • Irreversible • Inhibido por ATP, alanina • Activada por fructose 1,6 BP Phosphoenolpyruvate ATP Pyruvate Kinase Pyruvate • Glucagon/epinefrina • Fosforilacion • Inactivacion de piruvato quinasa • Ralentiza glucolisis/favorece gluconeogenesis Phosphoenolpyruvate • Lactato Deshidrogenasa (LDH) ATP • Piruvato Lactato • Elevaciones de Plasma Comun • Hemolisis • Infarto de Miocardio • Ciertos tumores Pyruvate Kinase Pyruvate LDH Lactate NAD+ Acetyl-CoA • Derrames Pleurales • Transudado vs. exudado TCA Cycle NADH • Suministro limitado NAD+ • Debe regenerarse • O2 presente Glyceraldehyde-3-phosphate NAD+ NADH 1,3-bisphosphoclycerate 3-phosphoglycerate • NADH NAD (mitocondria) 2-phosphoglycerate • O2 ausente Phosphoenolpyruvate • NADH NAD+ via LDH Pyruvate NADH NAD+ Lactate TCA Cycle Acidosis Lactica • • • • ↓O2 ↓ piruvato en Ciclo de Krebs ↑ produccion de acido lactico ↓pH, ↓HCO3Sepsis, isquemia mesenterica, convulsiones Pyruvate Lactate Dehydrogenase Lactate TCA Cycle Calambres Musculares • Demasiado ejercicio demasiado consumo NAD+ • Excede la capacidad de Ciclo de KrebsTCA/cadena de electrones • Eleva la proporcion NADH/NAD • Favorece piruvato lactato • pH disminuye en musculos calambres • Atletas: myor cantidad de mitocondrias Deficiencia Piruvato Quinasa • TrastornoAutosomico Recesivo • Eritrocitos mas afectados • No mitocondria Databese Center for Life Science (DBCLS) • Require PK para metabolismo anaerobio • Perdida de ATP • Fragilidad de membrana fagocitosis en bazo • • • • Suele presentarse en recién nacidos Hemolisis Extravascular Esplenomegalia Severidad de la enfermedad depende de la actividad de la enzima 2,3 Bifosfoglicerato • Creado a partir de 1,3 BPG • Usado por Eritrocitos • No mitocondria • No Ciclo de Krebs cycle Glyceraldehyde-3-phosphate 2,3 BPG • Sacrifica ATP de glucolisis • 2,3 BPG altera afinidad de Hgb 1,3-bisphosphoglycerate BPG ATP Mutase 3-phosphoglycerate 2-phosphoglycerate Phosphoenolpyruvate ATP Lactate Databese Center for Life Science (DBCLS) Pyruvate TCA Cycle Energia extraida de la Glucosa • ATP generado depende de celulas/oxigeno • Mayor produccion con O2 y mitocondria • Permite que el piruvato entre al Ciclo de Krebs • Convierte piruvato/NADH ATP Blausen.com staff. "Blausen gallery 2014". Wikiversity Journal of Medicine. DOI:10.15347/wjm/2014.010. ISSN 20018762 Energia de la Glucosa Oxigeno y Mitocondria Glucosa + 6O2 32/30 ATP + 6CO2 + 6 H2O 32 ATP = malate-aspartate shuttle (higadocorazon) 30 ATP = glicerol-3-fosfato shuttle (musculo) No Oxigeno o No Mitocondria Glucosa 2 ATP + 2 Lactato + 2 H2O *Eritrocitos = no mitocondria Resumen Glucose Puntos Clave Glucose-6-phosphate • Regulacion Fructose-6-phosphate AMP F2,6BP Fructose-1,6-bisphosphate • #1: Hexoquinasa/Glucoquinasa • #2: PFK1 • #3: Piruvato Quinasa • Irreversible Glyceraldehyde-3-phosphate • Glucose G6P (Hexo/Glucoquinasa) • F6P F 1,6 BP (PFK1) • PEP piruvato (piruvato quinasa) 1,3-bisphosphoclycerate 3-phosphoglycerate 2-phosphoglycerate ATP Alanine Phosphoenolpyruvate Pyruvate Summary Key Steps • ATP expended • Glucose G6P • F6P F1,6BP ATP Glucose Glucose-6-phosphate ATP Fructose-6-phosphate Fructose-1,6-bisphosphate • ATP generated • 1,3BPG 3PG • PEP pyruvate Glyceraldehyde-3-phosphate 1,3-bisphosphoclycerate ATP 3-phosphoglycerate 2-phosphoglycerate Phosphoenolpyruvate ATP Pyruvate
