U.T.I. Biología Celular
Glucólisis
Departamento de Bioquímica Noviembre de 2005
Estados de oxidación del Carbono
Estados de oxidación del Carbono
Localización de la glucólisis
Principales destinos de la Glucosa
Estrategia general de la glucólisis
1. Fosforilación de la glucosa
Hexoquinasa : amplia especificidad de sustrato, Km = 0,1 mM Glucoquinasa : específica para glucosa, Km = 10 mM
2. Conversión de G-6P en F-6P
3. Fosforilación de la F-6P a F-1,6 DP
Principal reacción de regulación de la glucólisis: Moduladores positivos
= ADP, AMP, F-2,6 DP
Moduladores negativos = ATP, citrato
4. Rotura de la F 1,6 DP en DHAP y G-3P
5. Interconversión de las triosas fosfato
6. Oxidación del G-3P a 1,3-DFG
Gran parte de la energía de oxidación del grupo carbonilo a carboxilo se conserva en el anhídrido acil-fosfato, ∆Go’ de hidrólisis = -49,3 kJ / mol (ATP = -30,5 kJ / mol mol mol)
Nicotinamida adenina dinucleótido (NAD)
Mecanismo de acción de la G3PDH Inhibición irreversible por iodoacetato, bloqueo de grupo – SH SH en el sitio activo de la enzima
7. Transferencia del –P desde el 1,3-DPG al ADP
La formación de ATP a través de la transferencia de un grupo fosfato del alta energía proveniente de un sustrato fosforilado se denomina Fosforilación a nivel del sustrato
Canalización del 1,3-DPG entre la G3P deshidrogenasa y la 3-PG quinasa
8. Conversión del 3-PG en 2-PG
Mecanismo de acción de la fosfoglicerato mutasa
9. Deshidratación del 2-PG a PEP
∆Go’
hidrólisis del fosfato de 2-PG = - 17,6 kJ / mol mol ∆Go’ hidrólisis del fosfato de PEP = - 61,9 kJ / mol mol Esta diferencia se debe a una redistribución de energía en la molécula de PEP
10. Transferencia del –P desde el PEP al ADP
Segunda fosforilación a nivel del sustrato
Balance energético de la glucólisis Glucosa + 2ATP + 2NAD+ + 4ADP + 2Pi 2 Piruvato + 2ADP + 2NADH + 2H+ + 4ATP + 2H2O Glucosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi 2 Piruvato + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O Glucosa + 6O2
6CO2 + 6H2O
Glucosa
2 Piruvato
Go’ = - 2840 kJ/mol
2 NAD+
Go’ = - 586 kJ/mol
2 NADH
Go’ = + 440 kJ/mol
2 ADP + Pi
2 ATP
Go’ = + 61 kJ/mol Del 100% de la energía contenida en una molécula de glucosa: • el 79,4% está aún en los 2 piruvatos • el 15,5% está en los 2 NADH • el 2,1 % está en los 2 ATP
Posibles destinos del piruvato
Tres destinos del piruvato producido en la glucólisis
Anaeróbico (fermentación láctica)
Aeróbico (oxidación)
Anaeróbico (fermentación alcohólica)
Fermentación láctica
Fermentación alcohólica
Rutas alimentadoras de la glucólisis Gran número de glúcidos (aparte de la glucosa) entran finalmente a la ruta glucolítica: •
polisacáridos: glucógeno y almidón
•
disacáridos: maltosa, lactosa, trehalosa, sacarosa
•
monosacáridos: fructosa, manosa, galactosa
Regulación de la glucólisis Principios generales: las etapas de la glucólisis que están reguladas por enzimas clave: • son generalmente fuertemente exergónicas e irreversibles
en las condiciones celulares • están lejos del equilibrio en el estado estacionario metabólico • Están limitadas por la enzima y no por el sustrato
Las etapas glucolíticas reguladas son aquellas catalizadas por: • • •
Hexoquinasa Fosfofructoquinasa piruvatoquinasa
Principales etapas de regulación de la glucólisis
Regulación de la glucólisis Etapa 1.
Fosforilación de la glucosa
Hexoquinasa / Glucoquinasa
Hexoquinasa:
Inhibidor alostérico G-6P
Glucoquinasa:
V = [glucosa] Inhibidor alostérico F-6P
Regulación de la glucólisis Etapa 3.
Fosforilación de la F-6P a F-1,6 DP Fosfofructoquinasa-1
Metabolismo de la F-2,6 DP
Regulación hormonal de la [F-2,6 DP]
