BIOQUÍMICA-1º de Medicina Departamento de Biología Molecular
M. Dolores Delgado
TEMA 18. Gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato.
Gluconeogénesis, principales sustratos. Reacciones enzimáticas. Balance energético. Ciclo de Cori. Regulación recíproca de la glucolisis y la gluconeogénesis. Vía de las pentosas fosfato como ruta secundaria de oxidación de la glucosa. Modalidades de la vía de las pentosas fosfato .
TEMA 18 2
IMPORTANCIA Y FUNCIÓN
GLUCONEOGÉNESIS: Síntesis de “novo” de glucosa (Síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos)
Cerebro, eritrocitos, ...necesitan glucosa como principal fuente de energía
Ayuno de más de un día o ejercicio muy intenso: las reservas de glucógeno se agotan
El hígado sintetiza glucosa a partir de distintos sustratos (lactato, piruvato, aminoácidos glucogénicos, glicerol...)
Tejidos: HÍGADO>>>corteza renal
Localización: Citosol y mitocondria
Destinos de la GLU sintetizada: sistema nervioso y músculo esquelético; formación de glucógeno, glucoproteínas, disacáridos, etc
Gluconeogénesis
Glucosa en sangre
Glucosa-6-P Glucosa-6-fosfatasa
Glucosa-1-P
GLUCÓGENO
HIGADO
Glucosa
TEMA 18 3
“Lehninger Principios deBioquímica", 3ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2001.
GLUCOLISIS Y GLUCONEOGÉNESIS
1er rodeo
2º rodeo
3er rodeo
TEMA 18 4
GLUCONEOGÉNESIS
mitocondria
PIRUVATO
PIRUVATO
OXALACETATO
MALATO
OXALACETATO
MALATO
FOSFOENOLPIRUVATO
ATP
ADP+PiCO2
NADH +H+
NAD+
NADH +H+
NAD+
GTP
GDPCO2
1er rodeo Pir PEP
3er rodeo: G6P Glucosa H2O Pi
Glucosa-6-fosfatasa
2º rodeo: F1,6BP F6PH2O Pi
Fructosa-1,6-bisfosfatasa
COO-
C=O
CH3
COO-
C O P
CH2
PEP
OA
COO-
C=O
CH2
COO-
OA
MALATO
PIR
PEP-CK (CarboxiKinasa)
Malato-DHcitosólica
Malato-DHmitocondrial
Piruvato carboxilasa(coenz=biotina)
COO-
C=O
CH2
COO-
COO-
C OH
CH2
H
COO-
Biotina: coenzima transportador de CO2. Deriva de vit.B8
TEMA 18 5
2 Pir + 4 ATP + 2 GTP + 4 NADH + 2 NAD+ + 4H2O
Glucosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 4 NAD+ + 2 NADH
2 Pir + 6 ATP + 2 NADH + 4H2O Glucosa + 6ADP + 6 Pi + 2 NAD+
BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCONEOGÉNESIS
TEMA 18 6
GLUCOSA
GLUCOSA-6-P
FRUCTOSA-6-P
FRUCTOSA-1,6-BP
DHAP GLICERALDEHIDO-3P
(2) 1,3-BPG
(2) 3-PG
(2) 2-PG
(2) PEP
(2) PIRUVATO
(2) OA
(2) MALATO
(2) OA
(2) ATP
(2) ADP + (2) Pi
(2) NADH(2) NAD+
(2) NAD+(2) NADH
(2) GTP
(2) GDP
(2) ATP
(2) ADP
(2) NADH(2) NAD+
(2) Pi
Pi
Pi
TEMA 18 7
Precursores gluconeogénicos
“Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2006.
DHAP
TEMA 18 8
GLUCOSA
PIRUVATO
LACTATO
2 ATP
GLUCOSA
PIRUVATO
LACTATO
6ATP
Glucógeno Glucógeno
MÚSCULO HÍGADOSangre
“Sprint”Descanso
“deuda de oxígeno”
Glucolisisanaerobia
Gluconeogénesis
CICLO DE CORI
TEMA 18 9
LOS ÁCIDOS GRASOS NO SON GLUCONEOGÉNICOS
Acidos grasos (cadena par)β-oxidación
gluconeogénesis
GLUCOSA
Citrato
Isocitrato
α−ceto-glutarato
SuccinilCoA
Succinato
Fumarato
Malato
Oxalacetato
Ciclo del ácido cítrico
NADH
FADH2
ATP
TEMA 18 10
GLUCOSA
PIRUVATO
OXALACETATO
ACETIL-CoA
ATP
PIRUVATO DH
PIRUVATO CARBOXILASA
PIRUVATO CARBOXILASA
REGULACIÓN DE LA GLUCONEOGÉNESIS (I)
TEMA 18 11
REGULACIÓN DE LA GLUCONEOGÉNESIS (II)
FRUCTOSA-1,6-BIS-FOSFATASAH2O Pi
FRUCTOSA-1,6-BP FRUCTOSA-6-P
AMP Fructosa-2,6-BP
PFK-2(activa)
FBPasa-2(inactiva)
OH
PFK-2(inactiva)
FBPasa-2(activa)
O- P
FRUCTOSA-2,6-BP
GLUCOLISIS
GLUCONEO-GÉNESIS
GLUCOLISIS
GLUCONEO-GÉNESIS
FRUCTOSA-2,6-BP
GLUCAGÓN
FRUCTOSA-6-P FRUCTOSA-1,6-BP
PFK-1
ATP ADP
Glucolisis
FRUCTOSA-6-P
FRUCTOSA-2,6-BP
PFK-2 Fructosa-2,6-B-fosfatasa
TEMA 18 12
INSULINA, GLUCAGÓN Y ADRENALINA en el metabolismo glucídico
GLUCOSAGLUCAGÓNMovilización de combustibles en respuesta a baja [GLU] en sangre
ADRENALINAMovilización de combustibles en respuesta a estrés o emergencia
INSULINAAnabolizante en respuesta a alta [GLU] en sangre
EFECTOS:
•Glucogeno lisis
INSULINAADRENALINAGLUCAGÓN
Células pancreáticas α Médula adrenal Células pancreáticas βFUENTE
DIANA Hígado Músculo>Hígado
Músculo, Hígado,adipoc.
•Síntesis de glucógeno
•Fructosa 2,6-BP
•gluconeogénesis
TEMA 18 13
RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATORUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
TEMA 18 14
LACTATO
GLUCOSA
GLUCÓGENO
RIBOSA-5-P
NADPH PIRUVATO
ETANOL+CO2
ACETIL-CoA
CO2 + H2O
ALMACENAMIENTO
OXIDACIÓN VIA PENTOSAS-P
OXIDACIÓN VIA GLUCOSISIS
COND. ANAEROBICAS(COND.
ANAEROBICAS)COND. AEROBICAS
DESTINOS DE LA GLUCOSA Y DEL PIRUVATO
Modificado del “Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2006.
TEMA 18 15
Ruta de las pentosas fosfato
Objetivos:
Producción de NADPH: Biosíntesis de ácidos grasos, esteroides
Producción de Ribosa-5-P: ácidos nucleicos, ATP, CoA, NAD+, FAD...
Tejidos:
adiposo, glándula mamaria, corteza adrenal, eritrocitos, hígado
Modalidades:
1. Se requiere tanto NADPH como ribosa-5-P
2. Se requiere mucho más NADPH
3. Se requiere más ribosa-5-P
TEMA 18 16
RUTA PENTOSAS FOSFATO
2 FASES:
1. OXIDATIVA: IRREVERSIBLE
2. NO OXIDATIVA: REVERSIBLE
2. NO OXIDATIVA:
Ribosa-5-P
Glucosa-6-P
1. OXIDATIVA:
GLUCOSA-6-fosfato 6-fosfogluconato Ribulosa-5-P RIBOSA-5-P
NAPDH NAPDH
CO2