La glucólisis consiste en la degradación de una molécula de glucosa mediante una serie de reacciones enzimáticas obteniendo dos moléculas de piruvato. Este será utilizado en otras rutas metabólicas como el ciclo de Krebs. Al contrario de la gluconeogénesis, caracterizada por la síntesis de glucosa a partir de precursores no glucolíticos (piruvato, lactato, glicerol)1,2
7 de 10 reacciones glucolíticas son la inversa en la vía gluconeogénica. Las 3 restantes son prácticamente irreversibles. Estas son1:
Glucosa --> Glucosa 6 Fosfato (enzima Glucoquinasa/Hexoquinasa)
Fructosa-6-Fosfato --> Fructosa 1,6 Bifosfato (enzima Fosfofructoquinasa 1)
Fosfoenolpiruvato --> Piruvato (enzima Piruvato Quinasa)
Vía glucolítica y gluconeogénica
Elaborado por Corina González. Recreado de las clases teóricas del Profesor Saúl Villasmil.Hexoquinasa1
Inhibición por producto: Glucosa 6 Fosfato
Glucoquinasa1
Inducción: la insulina aumenta la transcripción del gen que codifica para la glucoquinasa
Inhibición por la Fructosa 6 Fosfato
Fosfofructoquinasa I1
Alosterismo negativo:
Citrato
ATP
Alosterismo Positivo:
Fructosa 2,6 Bifosfato: producida por la actividad enzimática del dominio quinasa (Fosfofructoquinasa II) de la Enzima Dual.
AMP
Piruvato quinasa1
Fosforilación y desfosforilación: se activa al ser desfosforilada por las fosfatasas (las cuales se activan por acción de la PKB). Se inhibe por fosforilación (PKA)
En el hígado se activa por la Fructosa 1,6 Bifosfato
Para más información acerca de la regulación de estas enzimas, ir a Metabolismo
Glucosa 6 Fosfatasa1
Inhibición: glucosa, insulina, ácidos grasos
Activación: AMPc, Glucosa 6 Fosfato y glucocorticoides
Fructosa 1,6 Bifosfatasa1
Alosterismo negativo
AMP
Fructosa 2,6 Bifosfato (Enzima Dual)
Alosterismo positivo
ATP
Enzima Dual: cuando es fosforilada por accion de la PKA, se activa el dominio fosfatasa (Fructosa 2,6 Bifosfatasa) por lo cual disminuyen las concentraciones de Fructosa ,6 Bifosfato.
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Síntesis y degradación de glucógeno
Elaborado por Corina González. Recreado de las clases teóricas del Profesor Saúl VillasmilGlucógeno sintasa1,2
Desfosforilación: activa (PP1)
Fosforilación: inactiva (GSK3)
Glucógeno fosforilasa1,2
Desfosforilación: se encuentra inactiva por acción de la Fosfoproteína Fosfatasa 1 (PP1)
Fosforilación: la PKA fosforila y activa a la fosforilasa quinasa, la cual va a activar a la glucógeno fosforilasa mediante un mecanismo de fosforilación.
ATP y Glucosa 6 Fosfato: inactivan a la enzima
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Fase oxidativa
Elaborado por Corina González. Inspirado en: Nelson, D.L y Cox, M.M. (2009) Lehninger, Principios de Bioquímica. Cuchillo, C.M (trad.) 5ª Edición. Barcelona, España: Ediciones OmegaFase no oxidativa
Elaborado por Corina González. Inspirado en: Nelson, D.L y Cox, M.M. (2009) Lehninger, Principios de Bioquímica. Cuchillo, C.M (trad.) 5ª Edición. Barcelona, España: Ediciones OmegaEl piruvato que se obtiene de la vía glucolítica se convierte en Acetil-CoA por acción de la Piruvato Deshidrogenasa. Debido a que Los ácidos grasos son sintetizados en el citosol, el acetato se condensa con el oxalacetato y son transportados al citosol en forma de citrato.1,3
El citrato junto a un SHCoA y ATP se convierten en Acetil-CoA, oxalacetato, ADP y Pi. El Acetil-CoA obtenido por la acción de la enzima Citrato Liasa se carboxila y da origen a Malonil CoA . Esta reacción es catalizada por la enzima Acetil-CoA Carboxilasa.1,3
Síntesis de Ácidos Grasos
Esquema realizado por Corina González, inspirado en clases teóricas de la profesora Isis LandaetaLa enzima Sintasa de Ácidos Grasos lleva a cabo las reacciones de elongación de AG. Inicia su acción cuando se une el Malonilo y el Acetilo a su complejo multienzimático. Cabe destacar que en la síntesis de AG, solo los primeros 2 carbonos se incorporan como Acetilo; el resto se incorpora como Malonilo. 1, 3
Se forman el Acetil-ACP y Malonil-ACP y se condensan (enzima condensante). Luego se forma acetoacetil-ACP mediante la descarboxilación del malonil-ACP. Se reduce el acetoacetil-ACP por acción de la enzima acetoacetil-ACP reductasa, formando hidroxiacil-ACP. Este es deshidratado (enoil-ACP) y luego reducido a acil-ACP. 1, 3
Al terminar este ciclo, se obtiene el acil-ACP con 4 carbonos. Como consecuencia, comenzara nuevamente el ciclo al condensarse el acil-ACP con un malonil-ACP. Se elongará la cadena hasta la formación de palmitoil-ACP, liberando palmitato. 1,3
Síntesis de Ácidos Grasos
Esquema realizado por Corina González, inspirado en http://biomodel.uah.es/metab/sintAG.htmDegradación de triacilglicéridos (TAG) durante el período postabsortivo y ayuno. Ocurre mediante la activación de la Lipasa Sensible a Hormonas (LSH), la cual cataliza la liberación de un monoacilglicérido. Este se transforma en un ácido graso y glicerol. 1,3
El glicerol se utiliza en el hígado para sintetizar glucosa mientras los ácidos grasos se transportan por la sangre, unidos a la albúmina hacia otros tejidos. 1,3
Durante el período de ayuno, se oxidan ácidos grasos para obtener energía. Pueden reesterificarse en el hígado para ser excretados en forma de VLD. También pueden convertirse en Acetil-CoA (que ingresa en el Ciclo de Krebs) o ultilizarse para producir cuerpos cetónicos. 1,3
Oxidación de Ácidos Grasos
Esquema realizado por Corina González, inspirado en: http://lipidoquimica.blogspot.com/2015/08/lipidos-generalidades.htmlRuta metabólica que comprende pasos anabólicos en donde se reducen coenzimas en cuatro de los ocho pasos con la finalidad de conservar la energía de oxidación. Todas las reacciones de este ciclo ocurren en la mitocondria. 4
Reacciones del Ciclo de Krebs
Esquema realizado por Corina González, inspirado en clases teóricas del profesor Saúl VillasmilNelson, D.L y Cox, M.M. (2009) Lehninger, Principios de Bioquímica. Cuchillo, C.M (trad.) 5ª Edición. Barcelona, España: Ediciones Omega
Devlin, Thomas M. (2004). Bioquímica. 4ta edición. Barcelona: Reverté.
Guía de Metabolismo de Lípidos elaborada para la Cátedra de Bioquímica. Universidad Central de Venezuela (Sin fecha, ni autor).
Villasmil, S. Universidad Central de Venezuela. Clases teóricas de Introducción al Metabolismo, 2020.