CATABOLISMO DE LA GLUCOSA

1. CATABOLISMO DE LA GLUCOSA Dra. Judith de Rodas Salón 207

2. Glucólisis Para obtener la energía de la glucosa hay tres pasos: • Glucólisis: degradación de glucosa a piruvato • Ciclo de Krebs • Fosforilaciónoxidativa

3. Etapas de la Glucólisis • 10 reacciones enzimáticas • Ocurre en el citoplasma celular • Tiene 2 fases: • Fase de inversión de energía 5 pasos iniciales • Fase de generación energía 5 pasos finales

4. Glucosa glucólisis 2 piruvato anaerobias anaerobias aerobias 2 CO2 2 lactato 2 etanol + 2 CO2 2 acetil-CoA Fermentación alcohólica en levaduras Fermentación a lactato en músculo y eritrocitos Ciclo del ácido cítrico 4 CO2 + 4 H2O Células animales, vegetales y microorganismos

5. Glicólisis anaeróbica y aeróbica El piruvato, es un producto intermedio, debe llegar a productos finales, puede ocurrir en 2 vías; Anaeróbica: (fermentación) b. Aeróbica: (respiración)

6. RESUMEN Fosforilación hexocinasa 1 Isomerización fosfohexosaisomerasa 2 Fosforilación fosfofructocinasa 3 Ruptura aldolasa 4 Isomerización Fosfotriosaisomerasa 5

7. RESUMEN Oxidación y Fosforilación Gliceraldehido 3- fosfato deshidrogenasa 6 Fosforilación a nivel del sustrato Fosfoglicerato cinasa 7 Isomerización fosfogliceratomutasa 8 Deshidratación Enolasa 9 Fosforilación a nivel del sustrato Piruvato cinasa 10

9. Fermentación láctica O O C C = O C H3 O O C HO C H C H3 LACTATO DESHIDROGENASA NADH + H NAD PIRUVATO LACTATO

11. FERMENTACION ALCOHOLICA H2O       CO2 NADH+H +  NAD+ Alcohol deshidrogenasa Piruvato descarboxilasa Etanol Piruvato Acetaldehído La reación sumaria de la fermentación alcohólica sería: Glucosa + 2ADP + 2Pi   ------------------>  2Etanol + 2ATP + 2CO2

14. La vía aeróbica de la glucólisis Ocurre en todas las células , incluyendo a las bacterias, excepto los glóbulos rojos.

15. Acido piruvico: en presencia de oxígeno:

16. La mitocondria En presencia de oxígeno Membrana esterna Matrízmit. Membrana externa

19. LA CADENA RESPIRATORIA Secuencia de holoenlzimas que permiten el transporte de las parejas de electrones la descarga de protones en los complejos I, III y IV, generando el tradientequimioosmótico necesario para la síntesis de AT.P

20. Este evento ocurre en la membrana in terna Secuencia de coenzimas: Flavoproteínas:NAD-FAD Coenzima Q Citocromos a-b-c Citocromo oxidasa

22. Recuento de la cantidad de energía por el catabolismo de la glucosa vía aeróbica: • La degradación (catabolismo, hidrólisis) de la glucosa ocurre por dos vías: aeróbica y anaeróbica. • En ambas ocurre glucólisi, s un evento que tiene lugar en el citosol, porque es la primera fase de la oxidación de dicha molécula haya no haya oxigeno. • Durante la glucólisis, la glucosa es objeto de una serie de reacciones acopladas, con participación de no menos 10 variedades entre apoenzimas y holoenzimas, que la parten en 2 triosas y luego convertida en piruvato, un metabolito (producto intermedio) que tiene que llegar a producto final. • A partir del ácido pirúvico (piruvato), la segunda fase es dependiente de oxígeno para que el piruvato sea transportado a la mitocondria, porque es la vía de la respiración, si no hay oxígeno, el ácido piruvico permanece en el citoplasma y toma la vía fermentativa.

23. IMPORTANCIA DE LA VIA FERMENTATIVA: • Comercialmente es utilizada para producir alcohol, mediante la utilización de levadura célula protistas eucariota unicelular (hongo), fermentador alcohólico, y a través de una variedad especial de bacterias fermentadoras alcohólicas. • Es importante aclarar que por vía fermentativa no se produce una sola molécula de ATP, la energía se libera en forma de calor para mantener la temperatura corporal en valores fisiológicos. • En presencia de oxigeno , el ácido pirú vico producto intermedio del catabolismo de la glucosa, toma la ruta más conveniente para oxidarse que es la mitocondrial. • MITOCONDRIA: orgánulo bimenbranoso, es el de mayor tamaño después del núcleo, contiene en la matríz su propio ADN, ARN no cromosómico y ribosomas para la síntesis de la mayoría de las proteínas enzimáticas que participan en el ciclo de Krebs y en la cadena respiratoria. • COMO LLEGA EL PIRUVATO A LA MITOCONDRIA: es transportado y al llegar a la matriz es descarboxilado y deshidrogenado liberando 1 mol. De CO2y NADH+H, por lo que se transforma en acetato que al unirse a la CoA forma acetilCoA, para que inicie el ciclo del ácido cítrico (Krebs).

24. QUE EVENTOS OCURREN EN LA MITOCONDRIA: FUNCIONES: • Producción de ATP, siempre que la célula cuente con oxígeno para que éste sirva como el último aceptor de electrones en la cadena transportadora, localizada en la membrana interna • Es el orgánulo del cual se obtienen 15 ATPs por piruvato que se oxida por esta vía. • Por vía mitocondrial, se obtienen desde 36 a 38 ATPs por molécula de glucosa, si se suman la cántidad por cada piruvato, más los 2 ATP netos de la glucólisis y los 2 NAD reducidos que pasan de la glicólisis a la mitocondria, donde cada NAD H + H se cambia por 3 ATP y cada FADH2 por 2ATP.

25. CUANTIFICACIÓN DE LA CANTIDAD DE ATP QUE SE OBTIENE DEL CATABOLISMO DE UNA MOLÉCULA DE GLUCOSA POR VIA AEROBICA (MITOCONDRIAL): • 2 NADH+H de la glicólisis = 6 ATP • 2 NAD descarboxilaciónpiruvato 6 ATP • 6 NAD de C. Krebs18 ATP • 2FAD de Krebs 4ATP • 4 0 2 ATP Glicólisis 2 ATP • 2 ATP de Krebs2 ATP • 38 ATP NETOS • De la glicólisis son 8 netos • De cada piruvato son 15 X 2 piruvatos = 30 ATP.

26. Síntesis de ATP por fosforilación de ADP en la matriz, síntesis de agua y CO2 En las crestas de la mitocondria donde ocurre la descarga de electrones