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18/04/2012
GLUCONEOGÉNESIS
CICLO DE CORI Y ALANINA
VÍA DE LAS PENTOSAS
FOSTATO
GLUCONEOGENESIS
VENTAJA:
Obtención de glucosa cuando el aporte externo es
insuficiente
• se sintetiza glucosa
• a partir de precursores NO GLUCÍDICOS
LOCALIZACIÓN:
• PRINCIPALMENTE en hígado
• también en corteza renal
Cátedra de Bioquímica
FOUBA
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¿ CUÁLES SON PRECURSORES NO GLUCÍDICOS?
 LACTATO:
en ejercicio intenso
Metabolismo normal del GR
 AMINOÁCIDOS:
Proteínas dietarias
 GLICEROL:
Degradación proteica en
ayuno prolongado
Hidrólisis a partir de TG
del tejido adiposo
Cátedra de Bioquímica
FOUBA
Degradación
hidrolítica
AG
ATP
AA
Cuerpos cetónicos
ATP
Glucosa
Cetogénesis
ATP, NADH
Gluconeogénesis
CAT
AG
AA
AG
Degradación
hidrolítica
Hidrólisis
de TG
(LHS)
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AA
Degradación
hidrolítica
2
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¿ CÓMO SE INCORPORAN ESTOS PRECURSORES
A LA VÍA GLUCONEOGÉNICA?
PRECURSORES
ENTRAN A NIVEL DE:
Lactato
Aminoácidos
Glicerol
Piruvato
Piruvato
Oxalacetato
Dihidroxiacetona P
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VÍA GLUCÓLISIS/GLUCONEOGÉNESIS
GLUCÓLISIS
GLUCONEOGÉNESIS
Tienen en común las reacciones REVERSIBLES
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3
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hexoquinasa
hexoquinasa
Glucosa 6
fosfatasa
fosfoglucoisomerasa
Fosfo Fructo quinasa 1
Vías glucolítica
y
gluconeogénica
Fructosa 1,6 bis P
aldolasa
Gliceraldehí
Gliceraldehído 3 P deshidrogenasa
Triosa P
isomerasa
Fosfoglicerato quinasa
Fosfoglicerato mutasa
enolasa
Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa
Piruvato quinasa
Piruvato carboxilasa
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REACCIONES IRREVERSIBLES DE LA GLUCÓLISIS
Glucosa + ATP
Glucosa 6P + ADP
Fructosa 6P + ATP
Fructosa 1,6bis P + ADP
PFK 1
PEP + ADP
Piruvato + ATP
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ETAPAS DE LA
GLUCONEOGENESIS
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GLUCONEOGÉNESIS
a partir de
PIRUVATO
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PRIMERA REACCION IRREVERSIBLE
de la GLUCÓLISIS
piruvato quinasa
PEP + ADP
Piruvato + ATP
Intervienen dos enzimas para desviar la reacción:
a)Piruvato carboxilasa y
b) Fosfoenol piruvato carboxiquinasa
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a) Piruvato carboxilasa
• Es una reacción irreversible intramitocondrial
• Enzima : Piruvato carboxilasa
• Se consume 1 ATP
Piruvato carboxilasa:
• 4 subunidades idénticas.
• Grupo prostético: biotina, unida covalentemente, encargada del
transporte de CO2
• Regulación alostérica: (+) acetil~CoA
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PEP
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Carboxilación del Piruvato
COO-
Piruvato carboxilasa
C=O + ATP + CO2
Biotina
COOC=O + Pi + H+
CH32
CH3
COO-
Piruvato
Oxalacetato
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Transporte del OA al citoplasma
PEP
Malato Deshidrogenasa
(NAD+/NADH+H+)
OXALACETATO
MALATO
COOC=O
MALATO
Malato Deshidrogenasa
(NADH/NAD+)
CH
2
COO-
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Oxalacetato
b) Fosfoenolpiruvato Carboxiquinasa
Enzima citoplasmática: cataliza decarboxilación y fosforilación
del oxalacetato a PEP con gasto de GTP y liberación de CO2
COOC=O
+ GDP + CO2
+ GTP
CH2
COOOxalacetato
Fosfoenolpiruvato
Reacción irreversible
glucagon (ayuno)
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insulina (estado de alimentación)
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SEGUNDA REACCION IRREVERSIBLE
de la GLUCÓLISIS
Fosfofructoquinasa
Fructosa 6P + ATP
Fructosa 1,6 bisP + ADP
Para desviar la reacción interviene la enzima:
Fructosa 1,6 bis fosfatasa
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Fructosa 1,6 bis fosfatasa
• ATP
• Citrato
FRUCTOSA 6P
ATP
PFK1
ADP
(+)
Pi
Efectores
alostéricos
FRUCTOSA 1,6
BISFOSFATASA
H2O
(-)
• AMP
• Fructosa 2,6 bisP
Recordar que
FRUCTOSA 1,6 bisP
AL MISMO TIEMPO
(+) a PFK1
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Activa a GLUCÓLISIS
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TERCERA REACCION IRREVERSIBLE
de la GLUCÓLISIS
hexoquinasa
Glucosa
+ ATP
Glucosa 6P + ADP
(glucoquinasa)
Para desviar la reacción interviene la enzima:
Glucosa 6 fosfatasa
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Glucosa 6 fosfatasa
HIDRÓLISIS
H2O
Pi
Glucosa 6 fosfatasa
Retículo
endoplásmico
liso
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BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCONEOGÉNESIS
2 piruvato + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 2 H+ + 6 H2O
Glucosa + 4ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2 NAD+
Por cada piruvato se consume:
1 ATP (piruvato carboxilasa),
1 GTP (fosfoenolpiruvato carboxiquinasa) y
1 ATP para revertir la reacción de la 3-fosfogliceratoquinasa.
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COSTO
ENERGÉTICO:
6 uniones de
alta E
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RESUMIENDO:
7 reacciones de la
glucólisis para la
formación de piruvato son
reversibles y se usan en la
gluconeogénesis.
Las 3 restantes son
IRREVERSIBLES y en la
gluconeogénesis son
rodeadas por 4 reacciones
alternativas que favorecen
energéticamente la
formación de glucosa.
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GLUCONEOGÉNESIS
a partir de
LACTATO
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GLUCONEOGÉNESIS A
PARTIR DE LACTATO
lactato
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GLUCONEOGÉNESIS A PARTIR DE LACTATO
aspartato + α-cetoglutarato
Oxalacetato + glutamato
Aspartato
Transaminasa
MATRIZ MITOCONDRIAL
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GLUCONEOGÉNESIS
a partir de
GLICEROL
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GLUCONEOGÉNESIS
A PARTIR DE
GLICEROL
glicerol
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INTERCAMBIO DE SUSTRATOS ENTRE TEJIDOS
CICLO DE CORI Y DE GLUCOSA-ALANINA
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CICLO DE CORI
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Carl y Gerty Cori
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ATP EN EL MÚSCULO
Glucosa
ATP
Glucógeno
Glucosa 6-P
Pi
ATP
2 ATP
2 ATP
2 Piruvato
2 Lactato
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COOPERACIÓN ENTRE HÍGADO Y TEJIDOS
PERIFÉRICOS
MÚSCULO
ESQUELÉTICO
ACTIVO
Glucosa
Piruvato
Lactato
Torrente
circulatorio
TEJIDOS que oxidan
la glucosa en forma
incompleta
Lactato
Piruvato
Glucosa
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Hígado
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HÍGADO
Músculo esquelético
ó glóbulo rojo
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CICLO DE GLUCOSA-ALANINA
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VÍA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO
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VIA DE LAS PENTOSAS
Vía citoplasmática alternativa a la glucólisis (20%)
Se sintetizan PENTOSAS FOSFATO (para la síntesis de nucleótidos y
ácidos nucleicos) y se genera poder reductor en forma de NADPH
(para la síntesis de AG y Colesterol)
La vía está estrechamente conectada con la glucólisis, ya que forman
intermediarios comunes.
Puede dividirse en dos fases :
• la fase oxidativa: irreversible, en la que se genera NADPH.
• la fase no oxidativa: en la que se sintetizan pentosasfosfato (y otros monosacáridos-fosfato).
Esta ruta es una de las tres principales vías en que se crea
poder reductor (aproximadamente un 10% en humanos).
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REACCIONES OXIDATIVAS DE LA VÍA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO.
Glucosa 6 fosfato deshidrogenasa
Glucosa 6P + NADP+
6-fosfogluconato + NADPH + H+
fosfogluconolactonasa
6 fosfogluconato deshidrogenasa
6-fosfogluconato + NADP+
ribulosa-5P + NADPH + H+
2 moléculas de NADP+ son reducidas a NADPH utilizando
la E de la conversión de glucosa-6-P en ribulosa-5-P
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Glucosa 6P
deshidrogenasa
fosfogluconolactonasa
Oxidoreducción
Hidrólisis
• Etapa irreversible.
• Regulada alostéricamente: (-) NADPH y (+) por insulina
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6-fosfogluconato
deshidrogenasa
Decarboxilación oxidativa
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REACCIONES NO OXIDATIVAS DE LA VÍA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO.
Ribulosa 5 fosfato isomerasa
Ribulosa 5-P
xilulosa 5-P + ribosa 5-P
Ribulosa 5 fosfato epimerasa
Transaldolasa
xilulosa 5-P + ribosa 5-P
azúcares de 3, 4, 5 y 7 C
Transcetolasa
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transaldolasa
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FORMACIÓN DE INTERMEDIARIOS DE LA
GLUCÓLISIS POR LA VÍA DE LAS PENTOSAS
Muchas células tienen mayor necesidad de NADPH que de
ribosa 5-fosfato entonces:
ribosa 5-P
transcetolasa
transaldolasa
gliceraldehído 3-P y fructosa 6-P
(intermediarios
de la glucólisis)
GLUCÓLISIS
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BALANCE GLOBAL DE LA
VÍA DE LAS PENTOSAS
3 Glucosa 6-P
6 NADP+
+
6 NADP+
3 CO2
6 NADPH + 6H+
2 Fructosa 6-P + Glicedraldehido 3-P
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DESTINO DE LA GLUCOSA 6-FOSFATO
Depende de las necesidades celulares de:
 NADPH,
ATP
ribosa 5-fosfato.
1. Necesidad de mucha más ribosa 5-fosfato que de NADPH.
2. Necesidad de ribosa 5-fosfato y NADPH.
3. Necesidad de más NADPH que de ribosa 5-fosfato cuando
los requerimientos energéticos estás cubiertos.
4. Necesidad de más NADPH que de ribosa 5-fosfato con
requerimientos energéticos insatisfechos.
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1. NECESIDAD DE MÁS RIBOSA 5-P QUE NADPH.
Glucosa 6-fosfato
Fructosa 6-fosfato
Ribosa 5-fosfato
Fructosa 1,6-bisP
Fosfato de
Dihidroxiacetona
Gliceraldheido 3-P
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Etapa no oxidativa:
• se obtiene fructosa 6P y gliceraldehído 3P por glucólisis,
• luego ribosa 5P por las transcetolasas y transaldolasas.
2. NECESIDAD DE RIBOSA 5-P Y NADPH
2 NADP+
Glucosa 6-fosfato
2 NADPH
Ribulosa 5-fosfato
CO2
Ribosa 5-fosfato
Etapa oxidativa:
• se obtiene NADPH y ribosa 5-fosfato a partir de ribulosa.
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3. NECESIDAD DE MÁS NADPH QUE DE RIBOSA 5-P CON
REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS CUBIERTOS.
2 NADP+
2 NADPH
Glucosa 6-fosfato
Ribulosa 5-fosfato
CO2
Fructosa 6-fosfato
Ribosa 5-fosfato
Fructosa 1,6-bisfosfato
Fosfato de
dihidroxiacetona
Gliceraldheido 3-P
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• primero etapa oxidativa para obtener NADPH y ribosa 5P
• luego la etapa no oxidativa reciclando las pentosas a glucosa.
4. NECESIDAD DE MÁS NADPH QUE DE RIBOSA 5-P CON
REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS INSATISFECHOS
2 NADP+
2 NADPH
Glucosa 6-fosfato
Ribulosa 5-fosfato
CO2
Fructosa 6-fosfato
Fructosa 1,6-bisfosfato
Ribosa 5-fosfato
Cátedra de Bioquímica FOUBA
2 ATP
Fosfato de
dihidroxiacetona
Gliceraldheido 3-P
Piruvato
• primero etapa oxidativa para obtener NADPH y ribosa 5P
• luego la etapa no oxidativa y prosigue la glucólisis para obtener ATP
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IMPORTANCIA FUNCIONAL
DE LA
VÍA DE LAS PENTOSAS
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Síntesis hepática de Colesterol,
Ácidos biliares y Ácidos grasos
Síntesis de h. esteroideas en
G.suprarenales, ovarios y
testículos
NADPH
Síntesis de Ácidos grasos en
tej. Adiposo y glándula
mamaria lactante
Procesos de detoxicación
dependientes de citocromo
P 450
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