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QUIMICA BIOLOGICA Lic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim.

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Presentation Transcript

  1. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. • BOLILLA 4 (Lic. en Biol. Molec.): CICLO DE KREBS. Generalidades. Descarboxilación oxidativa: complejo de la piruvato deshidrogenasa. Regulación. Destino de la acetil CoA. Reacciones del ciclo. Regulación del ciclo.Balance energético.Función anfibólica. Compartimentalización mitocondrial. Translocasas. Lanzadera malato-aspartato. VIA DE LAS PENTOSAS. Etapas. Función. Enzimas implicadas. Relación con la glucólisis. Importancia metabólica. • BOLILLA 5 (Ing. en Alim.): Descarboxilación oxidativa del piruvato, complejo de la piruvato deshidrogenasa. Regulación. CICLO DE KREBS. Destino de la Acetil-CoA. Mecanismo enzimático. Regulación.Balance energético. Compartimentación mitocondrial. Translocasas. Lanzadera malato-aspartato.Función anfibólica. Reacciones anapleróticas.VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO. Etapas. Función. Enzimas implicadas. Relación con la glucólisis. Importancia metabólica.

  2. 1 GLUCOSA VG 2 PIRUVATO O2 O2 Aerobiosis Anaerobiosis 2 Lactato 2 Etanol + 2 CO2 2 Acetil-CoA + 2 CO2 CK 4 CO2+ 4 H2O Destino del Piruvato según las condiciones celulares Fermentación Alcohólica (levaduras, algunos vertebrados marinos) Fermentación Láctica (músculo en contracción vigorosa, eritrocitos, lactobacilos) Células animales (excepción eritrocitos), vegetales y muchos microorganismos.

  3. ¿Cuánta energía está contenida en un mol de piruvato que es degradado hasta CO2 y H2O en la mitocondria en condiciones de aerobiosis?

  4. 3 ATP 3 ATP NAD+ NADH+H+ 2 ATP 3 ATP 3 ATP PDH------- 1 NADH ----- 3 ATP IDH-------- 1 NADH ----- 3 ATP α-CGDH-- 1 NADH ---- 3 ATP SDH------- 1 FADH2 ---- 2 ATP MDH------- 1 NADH ---- 3 ATP STQ-------- 1 GTP ------ 1 ATP TOTAL -------------------15 ATP Ciclo de Krebs, Ciclo de los ácidos tricarboxílicos, Ciclo del ácido cítrico

  5. ¿Cuánta energía está contenida en un mol deglucosa que es degradada hasta CO2 y H2O en condiciones de aerobiosis?

  6. Citosol Mitocondria Cadena de transporte electrónico Sistemas lanzadera

  7. Músculo esquelético • Cerebro Lanzadera del glicerofosfato Sistemas lanzadera • Hígado • Corazón • Riñón Lanzadera del malato-aspartato

  8. 1 GLUCOSA Lanzadera del glicerofosfato GA3P DHAP G3PDH VG 2 PIRUVATO 2 ATP 2 ATP

  9. Lanzadera del malato-aspartato 1 GLUCOSA GA3P DHAP G3PDH VG 2 PIRUVATO 3 A T P

  10. 2 NADH 6 ATP 2 FADH2 4 ATP 6 ATP 18 ATP 4 ATP 2 ATP 2 ATP 36 ó 38 ATP ¿Cuánta energía está contenida en un mol de glucosa que es degradada hasta CO2 y H2O en condiciones de aerobiosis? ó ó ó

  11. Medio de cultivo (Glucosa) Vaselina Anaerobiosis Aerobiosis 24 hs 30ºC Glucosa Glucosa Louis Pasteur (1822-1895), químico francés cuyos descubrimientos tuvieron enorme importancia en diversos campos de las ciencias naturales. Efecto Pasteur

  12. http://www.iubmb-nicholson.org/swf/epet.swf

  13. Acs. Grasos Glucosa yotras hexosas Ciclo anfibólico

  14. Acs. Grasos Glucosa Ciclo anfibólico

  15. Acs. Grasos Glucosa

  16. REACCIONES ANAPLEROTICAS ANAPLEROTICO (DEL GRIEGO= RELLENAR) Son aquellas que permiten reponer intermediarios del Ciclo de Krebs que han sido sustraídos por otras rutas biosintéticas. Mantienen un equilibrio de las concentraciones intramitocondriales de los intermediarios del ciclo.

  17. PEP carboxilasa PEPcarboxi- quinasa Piruvato carboxilasa Enzima málica PEP: fosfoenolpiruvato

  18. Piruvato + HCO3- + ATP oxalacetato + ADP + Pi Fosfoenolpiruvato + CO2 + GDP oxalacetato + GTP Piruvato + HCO3- + NADPH + H+ L-malato + NADP+ + H2O Fosfoenolpiruvato + HCO3- oxalacetato + Pi REACCIONES ANAPLEROTICAS O DE RELLENO • PIRUVATO CARBOXILASA (ACTIVADA POR ACETIL-CoA, presente principalmente en Hígado y Riñón) • PEP CARBOXIQUINASA (Músculo esquelético y cardíaco). • ENZIMA MALICA • PEP CARBOXILASA (Plantas y algunas bacterias)

  19. FUNCIONES DEL CICLO DE KREBS • Producción de energía metabólica en forma de ATP. • Producción de la mayor parte del CO2 de la célula. • Provisión de citrato a partir del cual se obtienen los precursores (acetil-CoA) para la síntesis de ácidos grasos. • Provisión de precursores para la síntesis de aminoácidos, nucleótidos y porfirinas.

  20. Glucógeno Glucógeno-génesis Glu-6-fosfatasa (sólo en hígado) Via de las Pentosas Glucosa Ribosa-5-P Via Glicolitica Piruvato Destinos metabólicos de la Glu-6-P GLUCOSA-6-P

  21. VIA DE LAS PENTOSAS • Tiene lugar en el citosol celular. • No es una vía de producción de ATP. • Produce NADPH para la síntesis de ácidos grasos y esteroides. • Produce ribosa-5-fosfato para la síntesis de nucleótidos (ATP, GTP, CTP, UTP, TTP, NAD, FAD) y ácidos nucleicos. • Produce intermediarios de la vía glicolítica: gliceraldehído-3- fosfato y fructosa-6-fosfato.

  22. CARACTERISTICAS DE LAS REACCIONES DE LA VIA DE LAS PENTOSAS • La vía de la pentosas consta de dos fases: 1) oxidativa y 2) no oxidativa. • La reacciones de la fase oxidativa son irreversibles. • Las reacciones de la fase no oxidativa son reversibles. • Según las necesidades de la célula es mas activa una fase o la otra.

  23. Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa Lactonasa 6-fosfogluconato 6-fosfogluconolactona Glucosa-6-fosfato NADP+ NADPH + H+ CO2 6-fosfogluconato deshidrogenasa Ribulosa 5-fosfato 6-fosfogluconato REACCIONES DE LA FASE OXIDATIVA

  24. Epimerasa Xilulosa-5-P Transcetolasa (TPP) Gliceraldehído 3-P Isomerasa Ribulosa-5-P Ribosa-5-P Sedoheptulosa-7P REACCIONES DE LA FASE NO OXIDATIVA

  25. Transaldolasa Eritrosa-4-P Fructosa-6-P Transcetolasa (TPP) + + Gliceraldehído 3-P Eritrosa-4-P Xilulosa-5-P Fructosa-6-P REACCIONES DE LA FASE NO OXIDATIVA (CONT.) G-3-P Sedoheptulosa-7P

  26. Consideraciones finales sobre la Via de las Pentosas fosfato • Puede considerarse otra forma de oxidar la glucosa-6-fosfato a CO2, como ocurre en la glucólisis y en el ciclo del Acido Cítrico. • La ruta de las pentosas fosfato es generadora de intermediarios para otras vías metabólicas. • El destino real de los azúcares fosfatos (Ribosa-5-P, Gli-3-P, Fru-6-P) depende de las necesidades metabólicas de las células en la que se está produciendo la vía. • En mamíferos, esta vía es muy activa en los tejidos donde se lleva a cabo la síntesis de ácidos grasos (utiliza NADPH) glándula mamaria, tejido adiposo, corteza adrenal e hígado. • También en mamíferos, el NADPH actúa en procesos de desintoxicación dependientes de citocromo P450 en hígado. • En eritrocitos, NADPH, contribuye a mantener la concentración de Glutatión reducido y disminuir los niveles de metahemoglobina.

  27. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. • BOLILLA 5 (Lic. en Biol. Molec.):METABOLISMO DEL GLUCOGENO. Glucogenólisis. Enzimas. Regulación. Glucogeno-génesis. Enzimas. Glucogenina. Control hormonal.BIOSÍNTESIS DE GLUCOSA: Gluconeogénesis. Compartimentalización. Reacciones. Costo energético. • BOLILLA 6 (Ing. en Alim.):Biosíntesis de carbohidratos. Gluconeogénesis: Ubicación celular, reacciones irreversibles, su regulación. Importancia metabólica. Regulación recíproca de glucólisis y gluconeogénesis.Metabolismo del glucógeno: Síntesis y degradación. Regulación enzimática. Metabolismo del almidón. Síntesis y degradación.

  28. GLUCONEOGENESIS • Es una vía por la cual se puede sintetizar glucosa y glucógeno a partir de precursores no glucídicos: - Glicerol (proveniente de la degradación de ácidos grasos). - Aminoácidos (derivados del recambio de proteínas). - α-cetoácidos (productos de la degradación de aminoácidos, por ej. piruvato y oxalacetato). - Lactato (del metabolismo anaerobio). • En los mamíferos, ocurre principalmente en hígado y riñón. • Revierte las tres reacciones irreversibles de la vía glicolítica a través de las reacciones (de desvío) catalizadas por: - Piruvatocarboxilasa (mitocondrial). - PEP carboxiquinasa (isoenzimas, citosólica y mitocondrial). - Fru-1,6- fosfatasa (citosólica). - Glu-6-fosfatasa (citosólica, solo en hígado). - Es un proceso que consume energía metabólica.

  29. Gluconeogénesis Glucólisis

  30. 2 piruvato (3C) 1 Glu (6C) 1 ATP (x 2) = 2 ATP PC PEPCQ 1 GTP (x 2) = 2 GTP PGQ 1 ATP (x 2) = 2 ATP 2 glicerol (3C) 1 Glu (6C) GQ 1 ATP (x 2) = 2 ATP Gluconeogénesis Costo energético - A partir de piruvato GQ (ATP) Reacciones reversibles de la VG PGQ (ATP) - A partir de glicerol

  31. Regulación de la Gluconeogénesis ¿Cuándo se activa la gluconeogénesis? • Disminución de la glucemia (↑ Glucagón). • Ingesta de una dieta pobre en carbohidratos. • Luego de una actividad muscular intensa.

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