Vía de las Hexosas Monofosfato Es una vía alterna de oxidación de la glucosa. La ruta de la glucosa es la glucólisis cuando van hacia la fase oxidativa, sin embardo la vía de las hexosas tiene una fase oxidativa que cumple una función importante. Se realiza en el citosol, Es un proceso multicíclico en el cual 3 glucosas se somente a oxidación y van a producir 3 CO2 + 3 Ribulosas. Se reordenan y producen gliceraldehído + 2 glucosas-6-fosfato, que pueden oxidarse completamente en la glucólisis. Se parte de 3 moléculas que son 18 Carbonos, se hace la primera parte, se produce 3 CO2 es decir, una descarboxilación oxidativa y 3 ribulosas, nuevamente se reordenan y forman 2 glucosa-6-fosfato y una molécula de 3 carbonos que es el gliceraldehído. Luego esa glucosa-6-fosfato queda lista para reiniciar el ciclo con otras 2 glucosas. Si se somete 6 gliceraldehido se van a producir 6 CO 2 y 5 glucosas. Lo cual significa que se hace una oxidación progresiva de una molécula de glucosa. Al final se van rescatando las moléculas de glucosa menos los Co 2 que se han generado en este tipo de reacción. El proceso se divide en 2 fases
1.- Irreversible Oxidativa: se genera NAPH por acción de la Glucosa-6-P deshidrogenasa y de la 6-P-gluconato deshidrogenasa (ambas inducidas por la insulina). La insulina actúa en el momento que se está en un estado de abundancia, de elevación de la glucosa o de la glicemia sanguínea y necesitamos depositarlas, estas vías igual que la glucólisis son activadas q inducidas por la insulina, uno para que se genere NADH en ambas reacciones para la síntesis de ácidos grasos, y en el caso d ela glucólisis paa producir Acetil CoA que va hacia h acia la síntesis de ácidos grasos. El NAPH es importante en la síntesis de ácidos grasos, para mantener reducido el glutatión (radicales libres), para la síntesis de parte del colesterol y otras sustancias más. 2.- Reversible No Oxidativa: Genera Precursores de Ribosas.
1era Fase. Si son 3 glucosas que se someten simultáneamente cada glucosa tiene una
reacción de la Glucosa-6-P deshidrogenasa y de la 6-P-Gluconato deshidrogenasa. Entonces ellas generan cada una un NADPH como son 2 enzimas por reacción y hay 3 glucosas se van a generar 6 NADPH (NADP reducido). Cada glucosa produce 2 NADPH
En la reacción de la 6-P- Gluconato deshidrogenasa se produce la reacción de descarboxilación oxidativa, en ella hay una oxidación de la glucosa, se produce un alimento reducido pero no hay descarboxilación. En la 2da Reacción se produce descarboxilación y se genera. Esta es la fase irreversible. Luego viene la fase reversible la cual se puede regresar hasta ribosa-5-fosfato o ribulosa-5-fosfato pero de ahí no se pueden regresar mas en el cual hay un reordenamiento de la molécula hasta que finalmente se produce Glucosa-6-P, Glucosa6-P y Gliceraldehido-3-P. Si no se tuviera otro gliceraldehído-3-P proveniente de otros 3 grupos de Glucosa se puede generar otra Glucosa-6-P. Entonces si fuesen 6 generaran 5 glucosa-6-P. Pero como se están analizando 3 Glucosas, se generan nuevamente 2 Glucosa-6-P y gliceraldehído-3-P. La Glucosa-6-P es la misma que de la cual se ha partido la reacción se lleva acabo en el citosol y entonces se puede someter la nueva glucosa a la vía de producción de NADP. El gliceraldehído-3-P es un metabolito intermediario de la glucólisis y ambas reacciones se llevan a cabo en el citosol en el gliceraldehído-3-P actúa la Gliceraldehído 3-P-deshidrogenasa la cual produce NADH no NADPH y está en el anclaje de la glucólisis, es la única enzima de la glucolisis que produce NADH (NAD reducido). Esos NADP son necesarios para la síntesis de ácidos grasos, para la síntesis de colesterol y para la síntesis del glutatión. Provee además ribosa que es necesario para la síntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos (DNA RNA) La deficiencia enzimática más frecuente es la de la enzima glucosa-6-P deshidrogenasa, la cual cuando está presente produce anemia hemolítica, la razón es porque no hay reducción del glutatión y el glutatión actúa como protector de los radicales libres. Si no se produce NADPH uno de los más afectados inmediatamente es el eritrocito, ya que no hay quien proteja la membrana y el se rompe y se denomina hemólisis o ruptura del glóbulo rojo. En personas con paludismo y reciben tratamiento antipalúdico y tienen alguna deficiencia enzimática de la glucosa-6-P deshidrogenasa los elementos oxidantes contribuyen a secuestrar el poco NADH que se genera y el individuo comienza a presentar anemia hemolítica y no se sabe si la anemia es producida por el parásito o por el tratamiento, y se puede en un momento determinado que la enfermedad n está siendo bien tratada pero se debe la hemólisis no por el parasito plasmodium sino por la deficiencia de la glucosa-6-P deshidrogenasa. Las vías de las pentosas fosfato para la generación del NADP que contribuye a mantener reducido al glutatión. El glutatión oxidado en presencia de NADP en presencia de la enzima glutatión reductasa y el FAD se genera NADPH (tiene su hidrógeno). Luego actúa la glutatión peroxidasa que toma el peróxido de hidrógeno y lo convierte en agua, (lo hace por la
presencia de los equivalentes reducidos proporcionados por el glutatión reducido y en presencia de selenio), la producción de agua permite que la membrana no se rompa. Como consecuencia final se mantiene la vida media y la integridad de eritrocito. Si falla la via de las pentosas fosfatos no se produce todo este proceso y ocasiona la anemia hemolítica. Esta vía se realiza en tejidos como Hígado, tejido adiposo, en la corteza suprarrenal, en la tiroides, en los eritrocitos, en los testículos y glándulas mamarias, los cuales en la lactancia están altamente especializados para la producción de ácidos grasos, estos ácidos grasos entregan la energía al bebe en lactación. También se proporciona NADPH para Aminoácidos vía de la Glutamato deshidrogenasa. ¿Cuál sería la importancia de tener activado la vía de las pentosas fosfatos en el Adipocito?
R= La síntesis de ácidos grasos, ya que el proporciona el NADP para la síntesis de ácidos grasos. En la Corteza Suprarrenal es la síntesis de hormonas esteroideas, contribuye a la síntesis de esteriodes, de colesterol. Entonces son parte de las hormonas esteroideas que pueden ser tomados a partir del anillo para la síntesis de hormonas esteroideas y eso entonces hace su función. En el Hepatocito se realiza síntesis de gran cantidad de ácidos grasos que son empaquetados. El NADPH se requiere en: -
Metabolismo de los ácidos grasos Metabolismo de algunos fármacos (para reducción y eliminación) En la reducción del glutatión En la generación de superóxido en los fagocitos por oxidación del NADP
Cuando el NADPH en el eritrocito por ejemplo, está siendo producido en gran parte, el tiene la acción de inhibir a la glucosa-6-P deshidrogenasa. Produce inhibición por retroalimentación de uno o dos productos de esta vía que es limitante hacia la enzima regulatoria que es la glucosa-6-P deshidrogenasa.
FRUCTOSA
Es un monosacárido. Está implicada en la ruta de la glucólisis (fructosa-1-fosfato, fructosa-1,6-difosfato). La ingesta de sacarosa o de fructosa en exceso produce incremento de la síntesis de ácidos grasos, de la esterificación de éstos y de la secreción de VLDL que lleva a Hipertrigliceridemia, elevación de LDL-colesterol. Estos
efectos son potenciados por la insulina, porque la insulina potencia la glucólisis y cuando se mete fructosa no hay q convertir la glucosa a fructosa porque ya se encuentra convertida por lo que se avanza un paso en la glucólisis y rápidamente se puede convertir ese excedente que se está metabolizando vía glucólisis se puede convertir en ácido grasos, en colesterol, etc. También eleva la formación de ácido úrico al promover el secuestro de Fosfato inorgánico como Fructosa-1-P que impide la formación de ATP y promueve su degradación o la formación de ácido úrico (hiperuricemia). La ingesta elevada de sacarosa o de fructosa (azúcar de la dieta) puede ser dañina para la salud. Porque todo elemento que tenga fructosa puede llegar a piruvato y después llegar a la gluconeogénesis y convertirse en glucosa. Cuando se consume mucha fructosa se comienza a sintetizar más ácidos grasos porque se obvia un paso, el paso de la hexoquinasa o de la glucoquinasa y mete de una vez la fructosa en fructosa-1-P y lleva a que mucho ATP se degrade y produzca ácido úrico que es el 3er mecanismo de producción de ácido úrico. Los gorditos no pueden bajar de peso consumiendo fructosa tienen que evitar la ingesta alimentaria.
CICLO DE KREBS.
El ciclo de krebs es el enclave del metabolismo. Ya que en ese ciclo confluyen tanto el metabolismo de los aminoácidos como el metabolismo de los carbohidratos, el metabolismo de los ácidos grados, los nucleótidos, etc., es decir está en el centro de las rutas metabólicas, a través del ciclo de krebs se puede generar energía, se puede interconectar rutas, se puede conectar con otros ciclos como el ciclo de la Urea para la producción de elementos de desecho, es decir el ciclo de krebs además entrega sus equivalentes reducidos que obtiene en esa metabolización al gran procustor de energía que es la cadena respiratoria con fosforilación oxidativa para la producción de ATP. El ATP es el elemento importante para que se lleven a cabo las reacciones. Cuando se habla de ciclo de krebs necesariamente hay que meterlo en las 3 etapas de la respiración. La primera etapa de la respiración está dada en el caso de los carbohidratos, en el momento que se genera CO 2. Se genera CO2 en el paso de la PIRUVATO DESHIDROGENASA. En el cual la piruvato deshidrogensa toma el piruvato y lo convierte en Acetil CoA, es decir de una molécula de 3 carbonos que es el piruvato lo convierte en una molécula de 2 carbonos que es el Acetil CoA, en ese momento se genera un CO2 y el CO2 tiene que ser transportado y es uno de los primeros elementos que se toma en la respiración para llevarlo al pulmón, eso constituye la primera fase
bioquímica de la respiración. Entonces se produce la primera fase en el Acetil CoA, hay otra fase en la que algunos aminoácidos son descarboxilados y se genera CO 2 que eso constituye también la primera fase de la respiración. Pero cuanto a carbohidratos se tiene entonces de la primera ruta de la piruvato deshidrogenasa. Luego entra la segunda fase de la respiración que es la generación nuevamente de CO 2 que se va a encontrar que en el ciclo de krebs hay dos pasos donde se genera CO2 en el paso de la isocitrato deshidrogenasa y en el paso de la α-cetoglutarato deshidrogenasa.
Finalmente en la tercera fase de la respiración se hace el transporte de electrones donde los equivalentes reducidos que se han generado en todas las fases van hacer captados en el transporte de electrones y se entregan a una molécula de oxígeno, y esa molécula de oxígeno se convierte en agua, entonces el oxígeno que se ha traído de los pulmones se usa como aceptor de equivalentes reducidos final para que se lleve a cabo el proceso de transporte de electrones de la respiración o cadena respiratoria y entonces la parte final implica que el oxígeno toma los equivalente reducidos y se convierte en agua. El metabolismo bioquímico de la respiración es el transporte de oxígeno molecular y de CO2 con una finalidad el Oxígeno para que sea aceptor de equivalentes reducidos y el CO2 para que tome elementos que se han producido en la combustión y lo lleva al pulmón donde en el pulmón es exhalado conjuntamente con agua. Porque en el pulmón no se exhala el CO 2 seco sino conjuntamente con el agua. ¿Dónde se ubica el ciclo de Krebs? Está ubicado en la mitocondria. La mitocondria a su vez tiene 2 membranas celulares una externa y una interna y un espacio intermembrana que es el espacio que queda entre la membrana interna y la membrana externa y posee también una matriz mitocondrial. El ciclo de krebs y las cadenas respiratorias se llevan a cabo en el mitocondria y en ella participan tanto la matriz mitocondrial, como la membrana interna y el espacio intermembrana e igualmente la membrana externa que sirve de barrera. La mayoría de las enzimas que llevan estos ciclos están adosadas a la membrana interna de la mitocondria en el caso de la cadena respiratoria en el caso del ciclo de krebs se encuentran dentro de la matriz mitocondrial excepto una que esta adosada a la membrana interna. En la matriz mitocondrial hay:
-
Piruvato deshidrogenasa, las enzimas del ciclo del ácido cítrico o ciclo de krebs, enzimas de la β -oxidación y las enzimas de oxidación de los aminoácidos. Es
-
decir todos los procesos oxidativos que significa descarboxilaciones y producción de energía están dentro de la mitocondria, entonces dentro de ella se van a oxidar los ácidos grasos, se van a oxidar los elementos finales que se obtienen de la glucosa. Contiene también DNA, ribosomas, ATP, ADP, P, Mg 2, K+, y muchos metabolitos solubles intermedios.
La membrana interna
Es una membrana permeable a los iones, lo cual significa que se van a tener transportadores. Contiene: -
Complejos del I al IV que están en la cadena respiratoria, la ADP y ATP translocasas y ATP sintetasas y otras proteínas transportadoras.
Espacio intermembrana
Se consigue una gran cantidad de Protones que forman un potencial importante para la generación de ATP. La membrana externa
Es permeable a algunas moléculas pequeñas y a iones.
Piruvato
El piruvato podía convertirse en lactato en el caso de sufrir una glucólisis anaeróbica. Tambien puede progresar en el caso que se vaya a una glucólisis aeróbica y producir Acetil CoA, ese Acetil CoA es el que va a entrar al ciclo de krebs. En ese proceso de convertir el piruvato en acetil CoA interviene una enzima que es la piruvato deshidrogenasa, que es un complejo enzimático que tiene 3 enzimas, 2 enzimas adicionales mas 5 coenzimas, este proceso es por descarboxilación oxidativa. El piruvato además puede ser convertido en oxalacetato en la gluconeogénesis por carboxilación por acción de la piruvato carboxilasa. También el piruvato puede ser transaminado y producir alanina por la alanina-amino transferasa. Piruvato
Oxalacetato
Carboxilación
Reducción
Lactato Transaminación
Alanina
Descarboxilación Oxidativa
Acetil CoA
El complejo de la piruvato deshidrogenasa convierte piruvato hasta Acetil CoA, requiere para su acción 3 enzimas, más 2 adicionales porque es un complejo multienzimático y requiere 5 ceonzimas para llevar a cabo su reacción, además tiene 2 enzimas regulatorias. El piruvato requiere para su entrada a la mitocondria (debido a que se genera en el citosol que es donde se lleva a cabo la glucólisis), un mecanismo simportador de cotransporte en donde está relacionado con hidrogeniones. Enzimas que contiene el complejo piruvato deshidrogenasa ENZIMA
PM
No de Sub unidades
Piruvato Deshidrogenasa (PDH) Dihidrolipoil Transacetilasa (DHL) Dihidrolipoil Deshidrogenasa
154000
20-30
Estructura Tetrámero α2 β2
52000
60
Tetrámero α2 β2
110000
5-6
Dímero α2
Cofactores que contiene el complejo piruvato deshidrogenasa Cofactor
Actividad
Tiamina Pirofosfato Catalítico Ácido Lipoico
Catalítico
CoA
Estequiométrico
FAD+
Catalítico
NAD+
Estequiométrico
Localización
Función
Ligado a la PDH
Reacciona con el piruvato Unido al resto de la Acepta el grupo Lisina en la DHL acetilo de la transacetilasa Tiamina Pirofosfato (TPP) Libre en solución Aceptar el grupo acetilo de la DHL transacetilasa Unido a la DHL Acepta e- del grupo deshidrogenasa lipoamida reducido Libre en solución Aceptor final de e-
La TPP era la que tomaba el piruvato, ella lo descarboxila, produce CO2 y es descarboxilado es una molécula en vez de C3 tiene ahora 2carbonos y se denomina Acetil y entonces se lo entrega al ácido lipoico. Luego el acido lipoico le entrega el grupo acilo a la CoA. El FAD+ acepta el par de electrones en el momento de la reducción, cuando se hace la descarboxilación del piruvato, ya que hay una gran cantidad de energía y esa energía es capturada por el FAD+ y este se lo entrega al NAD+ y se convierte en NADH+ y el FAD+ se convierte en FADH
En NADH+ que está en la mitocondria genera 2.5 ATP por cada NADH+ que entrega a la cadena respiratoria. El piruvato es descarboxilado y actua la piruvato deshidrogenada que se denomina también descarboxilasa del piruvato, conjuntamente con la Tiamina pirofosfato. La tiamina pirofosfato hace el grupo acetilo y ese grupo se lo va a entregar al ácido lipoico que está unido a la DHL transacetilasa, lo porta y luego se lo entrega a la CoA quedando el acido lipoico oxidado y listo para entrar nuevamente en acción. La CoA se convierte en Acetil CoA y el ácido lipoico que lleva los equivalentes reducidos, se los entrega al FAD+. El FAD+ se convierte en FADH+ (reducido), el está unido a la enzima y no se puede separar por lo tanto se lo entrega a alguien que este en solución y que lo pueda transportar y ese es el NAD+ (oxidado) acepta los equivalente reducidos y se convierte en NADH+ el cual va a la cadena respiratoria y produce ATP y sus equivalentes reducidos finalmente son entregados simultáneamente al oxígeno y completa la fase final de respiración. Y se ha capturado entonces la energía contenida en esa molécula o en ese metabolito derivado de la glucosa. Se cumple la primera fase de la respiración que indica la producción de CO2 y acetil CoA. Lo importante de la respiración es el CO 2 es que va hacer tomado y llevado al tejido periférico. En la segunda fase de la respiración se produce nuevamente CO 2 se produce descarboxilación y se entrega a la cadena respiratoria. Todos los NADH+ o FADH+ que se puedan producir que queden libres van a la cadena respiratoria a producir ATP y esa fase final de entrega de equivalentes reducidos al oxígeno molecular se denomina la tercera fase de la respiración molecular. Por cada FADH+ que se pueda entregar a la cadena respiratoria se genera 1.5 ATP Por cada NADH+ que se pueda entregar a la cadena respiratoria se genera 2.5 ATP Mecanismo de Regulación del complejo Piruvato Deshidrogenasa
¿Cómo se regula el complejo de la Piruvato deshidrogenasa? (Es un complejo importante y regulatorio en este paso) Se tiene adosado a este complejo 2 enzimas, una enzima que se denomina piruvato deshidrogenasa cinasa y otra enzima que se denomina piruvato deshidrogenasa fosfatasa. La fosfatasa desfosforila el complejo enzimático y la cinasa fosforila al complejo. La fosfatasa le quita el fosforo al complejo de la piruvato deshidrogenasa, y a ese complejo cuando se le quita el fosforo se activa, es decir, cuando esta fosforilada es
inactiva y cuando está desfosforilada es activa. Es el mismo mecanismo para el caso
de la glucógeno cintasa y la glucógeno fosforilada. Se supone que hay desfosforilaciones cuando hay un estado de energía bajo, es decir no hay mucho Acetil CoA, que no hay ATP, que no hay NADH+ ni FADH+. Cuando ellos fallan se activa ese mecanismo y entonces el complejo de la piruvato deshidrogenasa comienza su actividad. Y comienza a producir Acetil CoA. Pero llega un momento en que se ha producido mucho Acetil CoA entonces este actúa como un inhibidor alostérico de esta enzima. Y se detiene el complejo de la piruvato deshidrogenasa que estaba activa, el NADH+ también es un inhibidor alostérico de esta enzima y la detiene y el ATP que se está generando en la cadena respiratoria activa la cinasa y la piruvato dehidrogenasa cinasa fosforila al complejo y al fosforilarlo lo inactiva. El estado nergétioc elevado es ATP, NADH+ Acetil CoA, porque contribuyen a inhibir esta enzima. EL ATP, el Acetil CoA y el NADH+ potencian la acción de la Cinasa. Por un lado inhibe la acción de la fosfatasa. Para que se siga inactivando la enzima. Los estados energéticos bajos como el caso de CoA, piruvato NAD+ inhiben a la Cinasa. Cuando hay un estado energético bajo promovido por CoA, piruvato y NAD+ se produce inactivación de la enzima para que se mantenga activa el complejo de a piruvato deshidrogenasa. El Ca+ activa a la piruvato deshidrogenasa fosfatasa, su función al activarla hace que se active el complejo de la piruvato deshidrogenasa y comience la producción de energía de NADH+ y se active toda la cadena respiratoria. Los estado energéticos elevados conllevan a inhibir la enzima y los estados energéticos bajos ayudan a activarla. Energía baja activa la piruvato deshidrogensa, energía alta inactiva la piruvato deshidrogenasa.
La respiración no es solamente oxígeno es también CO 2. Solo que el CO 2 es tomado del tejido periférico y llevado al pulmón para exhalarlo y el oxígeno es tomado del pulmón y llevado al tejido periférico para ser aceptor de equivalentes reducidos.
Ciclo de krebs Es una ruta oxidativa final en el catabolismo de carbohidratos, aminiácidos y ácidos grasos, todos van ahí cuando van a la fase catabólica pero más aun todas pasan cuando van a intercambiarse entre un metabolismo de carbohidratos y acidos grasos por ejemplo. Tiene una importancia cualitativa en el hígado y el riñon. Consta de 8 reacciones enzimáticas que lleva a cabo en su totalidad en la mitocondria. Es una ruta anfibólica, significa que es una ruta que contiene en un momento determinad anabolismo o síntesis y en otro momento determinado catabolismo o degradación. La síntesis de ácidos grasos partiendo de glucosa es anfibolica porque debe pasar primeramente una ruta catabólica que es la glucólisis, pero luego entra en otra ruta anabólica que es la propia síntesis de ácidos grasos. Entonces cuando posee ambas rutas se dice que es anfibolica. Igualmente pasa con el ciclo de krebs que en un momento determinado permite la síntesis de otros compuestos Es una fuente importante de intermediarios de biosíntesis Su acción acoplada a la fosforilación oxidativa y cadena respiratoria es la fuente de energía: ATP. Produce 1 ATP por cada vuelta. Produce NADH+, FADH+ y CO 2 Estequiometría Energética
1 Glucosa es oxidada hasta Lactato (por vía anaeróbica). Pero una glucosa puede ser oxidada y llega hasta piruvato y de ahí entra a la cadena respiratoria y produce CO2. En el caso inicial se puede producir aproximadamente un ΔG de -30 Kcal/mol lo cual genera 2 ATP vía anaeróbica. En la vía de la glucosa hasta CO 2 + H2O se genera ΔG= -686 Kcal/mol de ello solamente 40% de esa energía es aprovechada y convertida en ATP y se genera 30 a 32 ATP por cada glucosa que llega finalmente de glucosa hasta CO 2 + H2O. es decir que se oxida completamente.
En el cuerpo se produce un mecanismo de combustión solo que parte de esa energía se puede capturar como ATP. El resto de la energía el 60% genera calor y que permite
mantener la temperatura. El cuerpo humano es isotérmico ya que podemos mantener la temperatura gracias al hipotálamo. El Acetil CoA proviene de la enzima piruvato deshidrogenasa; el acetil CoA se une a
una molécula que se denomina oxalacetato ocurre una condensación en la PRIMERA REACCIÓN del ciclo de Krebs y va a estar llevada a cabo por la citrato sintasa, esta enzima une el acetil CoA al oxalacetato, ya que el oxalacetato tiene 4 carbonos y el acetil CoA 2 carbonos y forma una molécula más compleja denominada citrato, es una reacción Anabólica porque se parte de molécula pequeñas a otras más complejas. Luego viene la reacción de la Aconitasa que tiene 2 reacciones con un producto intermediario, donde el citrato se va a convertir en Isocitrato, la aconitasa hace un reacomodo de la molécula hasta que finalmente se forma el compuesto isocitrato. El isocitrato sufre su primera descarboxilación por acción de la enzima isocitrato deshidrogenasa, quita el carbono de abajo y lo convierte en una molécula que se denominará ahora α -ceto-glutarato, la enzima requiere NAD + y lo convierte en NADH (NAD reducido) y se ha liberado en la primera descarboxilación oxidativa del ciclo de krebs 1 NADH + 1 CO 2. Luego actúa la enzima α -ceto-glutarato deshidrogenasa, que es un complejo
exactamente igual o muy parecido al complejo de la piruvato deshidrogenasa lo cual significa que tiene 3 enzimas y 5 coenzimas que le permiten realizar su acción. Libera 1 CO2 y NADH, es la segunda parte de la respiración. Se lleva hasta ahora 2 NADH. En el carbono descarboxilado se pega la CoA, este complejo actúa igual que la piruvato deshidrogensa, es decir, primero pega la CoA y luego la quita. Se genera entonces Succinil CoA, el cual va hacer sustrato de la Succinil CoA Sintetasa, la cual es la única enzima que al separar la CoA genera moléculas energéticas a nivel de sustrato, entonces ella toma un IMP y lo convierte en GTP y este GTP se intercambia con ADP hasta convertirse en ATP. Esta es la reacción enzimática en la que se genera ATP, también se denomina Triosinasa Deshidrogenada y se produce Succinato, este realiza un mecanismo de reacomodo de sus elementos y se produce una oxidación. Se forma un doble enlace, y se convierte en Fumarato, se han eliminado hidrogeniones, los cuales han sido captados por acción Succinato deshidrogenasa al FAD + y lo convierte a FADH. Entonces la Succinato deshidrogenasa es la única enzima que produce FADH en el clico de krebs y fumarato. El Fumarato se convierte en Malato por acción de la Fumarasa. El malato se convierte en oxalacetato por acción de la Malato deshidrogenasa la cual genera el último NADH que hay en la cadena respiratoria. Los carbonos que han sido sacado o descarboxilados son en la parte de abajo de las molécula. En el acetil es la parte de arriba pero luego es la parte de abajo. De tal
manera que cada acetil CoA se va salir del ciclo del Krebs en el 3er ciclo, es decir, en la 3ra vuelta. Porque en la primera sale la parte de abajo. Se generan 3 NADH por cada Acetil CoA que entra al ciclo de Krebs. Se genera 1 FADH por cada Acetil CoA que entra al ciclo de Krebs Se genera 1 ATP por cada Acetil CoA que entra al ciclo de Krebs. En el ciclo de Krebs hay 3 reacciones irreversibles. Significa que en las 3 reacciones se debe tener un ΔG altamente Negativo. Son exergónicas Las reacciones reversibles tienen un ΔG altamente positivos. Son endergónicas,
necesitan energía para su realización. En la reacción del α-cetoglutarato a Succinil CoA primero se tiene un ΔG de 20.9kJ/mol y luego en el succinil se tiene un ΔG de -33.5kJ/mol. Libera energía, es una descarboxilación oxidativa. Mientras más alejado este menos probabilidad de ser reversible. ¿Cuántos ATP genera cada vuelta del ciclo de Krebs?
R= 1 ATP por ciclo en forma directa. ¿Cuánto es el rendimiento neto de ATP en el ciclo de Krebs?
R= 10 ATP. 3 NADH
Generan
7.5 ATP
(Cada NADH= 2.5 ATP)
1 FADH
Generan
1.5 ATP
(Cada FADH= 1.5 ATP)
1 ATP
Genera
1 ATP
¿Cuántos Piruvatos entrega la Glucólisis al ciclo de Krebs?
R= 2 Piruvatos ¿Cuántos ATP se pueden producir? (Desde glucosa a CO 2)
R= El rendimiento neto de la glucólisis son 2 ATP. EL NADH se produce en el gliceraldehido-3-P- deshidrogenasa que produce 2 NADH. Si estos pasaran directamente a la cadena respiratoria y no tuvieran ninguna barrera a nivel de la mitocondria se generaría 5 ATP. Pero esos NADH que se generan en el citosol necesitan una lanzadera especial de intercambio para pasar a la mitocondria ya que tiene una doble membrana (interna y externa) y deben atravesarla y caer en el
complejo que va actuar, eso le quitaría 2 ATP entonces por eso se dice que puede generar de 3 a 5 ATP. La glucólisis hasta piruvato genera 2 ATP en el rendimiento neto a nivel del sustrato y 2 NADH. Lo cual seria 7 ATP En el complejo de la Piruvato deshidrogenasa se generan 2 NADH. Porque toma 2 piruvatos los procesa y genera 2 NADH. Que son 5 ATP Cada vuelta de ciclo del krebs genera 10 ATP y como son 2 piruvatos son 20 ATP
Por lo cual al final se producen de 30 a 32 ATP. En la gliceraldehido-3-P deshidrogenasa se genera NADH. El ciclo de krebs no solamente sirve para la generación de energía, sino que permite intercambio ya que cuenta con dos lanzaderas o interconexiones importantes desde el punto de vista metabólico. 1.- es la conexión importante que hay con la gluconeogénesis, que es el mecanismo transportador del malato o lanzadera de malato. El piruvato se transforma oxalacetato y luego se convierte en malato y este sale por el mecanismo transportador de malato o lanzadera de malato para convertirse finalmente en glucosa. 2.- Interconexión con el citrato, lanzadera de citrato. El citrato puede atravesar la mitocondria (membrana interna y externa) para la síntesis de ácidos grasos. Entonces el Acetil que se ha condensando con oxalacetato forma citrato, el citrato dependiendo de las necesidades metabólicas puede salir al citosol y convertirse finalmente en ácidos grasos y después triglicéridos. Esto se produce cuando hay mucha cantidad de glucosa y de ATP y el sistema no puede seguir produciendo más ATP en la mitocondria por lo tanto toda la glucosa que se está entrandp tiene que ser desviada a otra ruta que le permita no producir más ATP porque hay demasiado. Entonces llega el citrato por un mecanismo natural en la mitocondria y sale al citosol. Si se saca el citrato no se sigue produciendo energía, ya que es ahí donde se produce el 1er NADH. El citrato afuera en el citosol puede convertirse en oxalacetato, en malato y puede regresar. O puede ser modificado según sea el metabolismo. El mecanismo de citrato con el malato está interconectado. Por el mecanismo de la ATP citrato liasa. La cual separa dos moléculas una es de 2 carbonos que es la Acetil CoA que va hacia la síntesis de ácidos grasos y produce el otro oxalacetato que es de 4 carbonos que va al citosol. El oxalacetato por acción de la Malato deshidrogenasa citosóbrica se convierte en malato. El malato regresa a la mitocondria se convierte en oxalacetato y vuelve a pegar con otro Acetil CoA y se forma Citrato. Resultado final hace un mini ciclo en el cual están estrechamente relacionados para la producción de
ácidos grasos cuando haya un exceso de glucosa porque el otro componente que permite convertir el oxalacetato en citrato es el Acetil CoA proveniente de ese piruvato que viene de la Glucólisis. Se relacionan entonces esos dos mecanismos: la lanzadera de citrato y de malato. Pudieran salir dependiendo de la necesidad. Ahora si el individuo está en ayuno y necesita formar glucosa se nuevo se saca malato para convertirlo a piruvato y este se transforma en glucosa. Entonces depende del estado metabólico. En un estado de ayuno la lanzadera que está funcionando es la del citrato ¿Verdadero o falso?
R= Falso, se usa la lanzadera del malato, porque se necesita sintetizar glucosa, hacer gluconeogénesis.
