METABOLISMO

Prof. Dra. Claudia Paguguy M.

v Suma de todas las transformaciones qumicas, que ocurren en una clula u organismo.

Rutas Metablicas

Metabolismo

Principios de Bioenergtica

Tipos de Rutas Metablicas

Catabolismo convergente

Anabolismo divergente

Ruta cclica


v Leyes de la termodinmica;

v Papel del ATP, en los intercambios de energa;

v Importancia de las reacciones de oxidacin-reduccin en las

clulas vivas.



Respiracin celular

Captacin de O2 por parte de un organismo mul:celular, con liberacin de CO2.

Respiracin celular

v Posee tres fases principales.

Metabolismo Aerbico

Metabolismo

Las molculas de combusGble orgnico se oxidan para dar lugar a aceGl coenzima-A

Los grupos aceGlo se incorporan al ciclo del cido ctrico, donde son oxidados hasta CO2.

Los coenzimas reducidos son oxidados, liberando H+ y . Fosforilacin oxidaGva.

Etapa 1 Produccin de ace:l Coenzima-A

Etapa 2 Oxidacin del ace:l Coenzima-A

Etapa 3 Transferencia electrnica y fosforilacin oxida:va

Metabolismo

Destinos de la Glucosa

Carbohidratos

Gluclisis

Reaccin Neta:

Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ ---> 2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O

v La glucosa (6C) y otros monosacridos son degradados hasta piruvato (3C). v Parte de la energa libre liberada se conserva en forma de ATP. v Tiene lugar en el citoplasma. v No interviene el oxgeno molecular.

Carbohidratos

v Es la ruta central para el catabolismo de la glucosa. Es la ruta con el mayor ujo de carbono.

Tejidos de mamferos y algunas clulas (eritrocitos, mdula renal, cerebros, por ejeemplo)

nica fuente de e n e r g a metablica.

T e j i d o s v e g e t a l e s , c omo tubrculos de papas y algunas plantas acuGcas.

Mayor parte de la energa.

Carbohidratos

Gluclisis

Fase Preparatoria

Carbohidratos

Gluclisis

Carbohidratos

Gluclisis. Fase Preparatoria

1. Fosforilacin de la glucosa

2. Conversin de la glucosa 6-fosfato en fructosa 6-fosfato

Carbohidratos

3. Fosforilacin de la fructosa 6-fosfato a fructosa 1,6-bifosfato

4. Ruptura de la fructosa 1,6-bifosfato


Carbohidratos

4. Ruptura de la fructosa 1,6-bifosfato

5. Interconversin de las triosas fosfato


Fase de benecios

Liberacin de energa

Carbohidratos

Gluclisis

Carbohidratos

Gluclisis. Fase de Beneficios

6. Oxidacin del gliceraldehdo

7. Transferencia de fosforilo al ADP

Carbohidratos

Gluclisis. Fase de Beneficios

8. Conversin del 3-fosfoglicerato en 2-fosfoglicerato

9. Deshidratacin del 2-fosfoglicerato a fosfoenolpiruvato.

10. Transferencia del grupo fosforilo desde el fosfoenolpiruvato al ADP

v El rendimiento neto es de dos molculas de ATP por molcula de glucosa (se invirGeron dos molculas en la fase preparatoria).

v El des:no del piruvato depende de cada clula.

Los Gpos de transformaciones importantes son: - La degradacin del esqueleto carbonado de la glucosa que da piruvato;

- La fosforilacin del ADP a ATP por compuestos fosfato de alta energa, y

- La transferencia de tomos de un ion hidruro con sus electrones al NAD+, formando NADH.

Carbohidratos

Gluclisis

Rutas alimentadoras de la gluclisis

Carbohidratos

Gluclisis

v El ujo de glucosa est regulado con el objeGvo de mantener niveles constantes de ATP.

v La velocidad glucolGca se logra mediante regulacin alostrica de dos enzimas glucolGcos: - fosfofructoquinasa-1 - piruvato quinasa

Regulacin de la gluclisis

Carbohidratos

v Sntesis de glucosa a parGr de precursores ms sencillos, tales como piruvato o lactato.

v En los mamferos Genen lugar en el hgado, y su misin es proporcionar glucosa para exportarla a otros tejidos.

v NO es la ruta inversa a la gluclisis.

Gluconeognesis. Sntesis de la glucosa

Carbohidratos

Carbohidratos

Gluconeognesis. Sntesis de la glucosa

Fermentacin alcohlica

Fermentacin lc:ca

Respiracin celular

Destinos del piruvato

Carbohidratos

Ciclo de Cori

Carbohidratos

Las molculas de combusGble orgnico se oxidan para dar lugar a aceGl coenzima-A

Los grupos aceGlo se incorporan al ciclo del cido ctrico, donde son oxidados hasta CO2.

Los coenzimas reducidos son oxidados, liberando H+ y . Fosforilacin oxidaGva.

Etapa 1 Produccin de ace:l Coenzima-A

Etapa 2 Oxidacin del ace:l Coenzima-A

Etapa 3 Transferencia electrnica y fosforilacin oxida:va

Metabolismo

Metabolismo

Oxidacin de los cidos grasos

Metabolismo

Oxidacin de los cidos grasos. cidos grasos saturados

Palimitil-CoA + CoA + FAD + NAD+ + H2O Miristil-CoA + acetil-CoA + FADH2 + NADH + H+

Ecuacin correspondiente a un ciclo:

Palimitil-CoA + 7 CoA + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 H2O 8 acetil-CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+

Ecuacin global:

Metabolismo


Palimitil-CoA + 7 CoA + 7 O2 + 28 Pi + 28 ADP 8 acetil-CoA + 28 ATP + 7 H2O

Ecuacin global incluyendo la transferencia electrnica y fosforilacin oxidativa:

Metabolismo


Enzima auxiliar

Otro enzima: una reductasa, se utiliza para cidos

poliinsaturados.

Metabolismo

Oxidacin de los cidos grasos. cidos grasos insaturados

Metabolismo

Oxidacin de los cidos grasos. Regulacin

Oxidacin del piruvato

Reaccin global catalizada por el complejo de la piruvato deshidrogenasa.

Metabolismo Aerbico

Metabolismo

Metabolismo

Ciclo de cido ctrico

El ciclo del cido ctrico: posee 8 pasos

1. Formacin de citrato

Citrato sintasa

Metabolismo

2. Formacin de isocitrato va cis-aconitato

aconitasa aconitasa


Metabolismo

3. Oxidacin del isocitrato a -cetoglutarato y CO2

Isocitrato deshidrogenasa

1

2 3


Metabolismo

4. Oxidacin de -cetoglutarato a succinil-CoA y CO2

Complejo de la -cetoglutarato deshidrogenasa

5. Conversin del succinil-CoA en succinato

Succinil-Co-A sintetasa


Metabolismo

6. Oxidacin del succinato a fumarato

Succinato deshidrogenasa


Metabolismo

7. Hidratacin del fumarato a malato

Fumarasa

Fumarasa

Altamente especca


Metabolismo

8. Oxidacin del malato a oxalacetato

Malato deshidrogenasa


Metabolismo

Productos finales del ciclo de cido ctrico

Metabolismo

Reacciones de transferencia de electrones en la mitocondria.

Fosforilacin Oxidativa

Metabolismo

v Las deshidrogenasas ligadas a nucleGdos de nicoGnamida catalizan reacciones reversibles de los siguientes Gpos :

v La mayora de deshidrogenasas son especcas para el NAD+, como aceptor electrnico. Algunas estn en el citosol y otras en la mitocondria.


Metabolismo


v Adems del NAD y de las

flavoprotenas, hay otros 3 tipos de

g r u p o s t r a n s p o r t a d o r e s d e

electrones que funcionan en la

cadena respiratoria:

- Una qu inona h id ro fb ica

(ubiquinona)

- dos tipos diferentes de protenas

con hierro (citocromos y protenas

ferro-sulfuradas).

Metabolismo

Modelo QuimiosmGco

Sntesis de ATP

Metabolismo

Complejo I: NADH deshidrogenasa

Sntesis de ATP. Modelo Quimiosmtico

Complejo II: Succinato deshidrogenasa


Complejo III: Complejo del citocromo


El ciclo Q: ruta de los electrones a travs del complejo III


Complejo IV: Citocromo c oxidasa


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