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Fructosa
Se encuentra en el azúcar, se metaboliza según:
*
fructosa se transforma en fructosa-1-P. Se gasta 1 ATP
que pasa a ADP. Lo realiza la fructoquinasa. La fructosa-1-P es degradada por
una aldolasa, que da lugar a dihidroxiacetona-P y a gliceraldehido. El
gliceraldehido es fosforilado con gasto de ATP a G3P. Se produce el mismo
rendimiento que en la glucosa.
*
fructosa es fosforilada a fructosa-6-P a partir de
la transformación de ATP a ADP por la hexoquinasa. La hexoquinasa tiene
mucha menos afinidad por la fructosa que por la glucosa. Por eso, en el hígado,
la hexoquinasa fosforila glucosa. En el tejido adiposo la hexoquinasa (HK)
actúa sobre la fructosa porque no hay tanta glucosa.
Primera fase de la glucólisis
1. La glucosa se fosforila en el alcohol por la hexoquinasa. La hexoquinasa
une el fosfato del ATP mediante un enlace fosfoéster y la transforma en Glucosa6-fosfato. La Glucosa-6-P está preparada para los procesos que continúan en la
glucólisis. La fosforilación transforma 1 molécula neutra en una molécula cargada
negativamente. Hace que ahora, la glucosa-6-P no pueda volver a salir por la
membrana debido a su carga negativa.
2. A la célula no le gusta la forma aldosa y hace la forma cetosa (Fructosa-6P). Es realizado por la fosfoglucosa isomerasa.
3. Implica la adquisición de un segundo fosfato que va a parar al C 1 y forma la
fructosa-1,6-bisfosfato. Lo relaiza la fosfofructoquinasa-1 (PFK-1). La
fructosa-1,6-bisfosfato es completamente simétrica. La PFK-1 es un enzima
clave en la glucólisis.
4. La fructosa-1,6-bisfosfato se parte por la mitad y da dos moléculas
(dihidroxiacetona-fosfato(DHAP) y gliceraldehido-3-fosfato (G3P)). La
glucólisis se da a partir del gliceraldehido-3-P. El equilibrio está desplazado hacia
la dihidroxiacetona-fosfato. Sólo un 5% es Gliceraldehido-3-P. La desaparición
contínua de G3P transforma la DHAP en G3P. Todo acaba siendo G3P.
REGULACIÓN DE FOSFOFRUCTOQUINASA
Hay tres posibles reguladores de la glucólisis:
*
Hexoquinasa: no puede ser porque también se regula la síntesis de
glicerol, la síntesis de glucógeno(G-1-P), la síntesis de ribosa-5-P. La
hexoquinasa es sensible al exceso de Glucosa-6-P.
*
Fosfofructoquinasa-1: la reacción que produce es fructosa-1,6bisfosfato. La PFK-1 es sensible a la concentración celular de moléculas como
ATP (efecto negativo sobre el enzima) y por niveles elevados del citrato (efecto
negativo). Se activa alostéricamente cuando hay mucho AMP (efecto positivo), la
fructosa-2,6-bisfosfato (activador positivo, se fabrica a partir de fructosa-1,6bisfosfato (1 millón de veces más)), provoca que cuando hay poco, se active la
PFK-1.
*
PFK-2/FBP (fosfobisfostato fosfatasa) fosforila F6P a F-2,6-P2 y
también la puede desfosforilar. La actividad del enzima PFK-2/FBPfosfatasa es
regulada por fosforilación mediante la serinquinasa, de forma que cuando se
fosforila, se aumenta la actividad fosfatasa y se disminuye la actividad quinasa. La
serinquinasa se activa indirectamente por incrementos de glucagón. Se une a
receptores de la membrana y se emite una señal. El glucagón se activa cuando la
concentración de glucosa desciende mucho.
Todo el mecanismo está diseñado para que el enzima sepa que hay menos
glucosa en sangre.
El hígado tiene un enzima capaz de fosforilar glucosa (glucoquinasa). Se
caracteriza porque su Km es aproximadamente 5 mM, mientras que la
hexoquinasa la tiene de 0´1 mM y no es inhibible por Glucosa-6-Fosfato.
Cuando la concentración de glucosa es elevada, la glucosa es fosforilada
por la hexoquinasa, pero cuando la glucosa exterior sube a 10-12 mM, hay
un enzima que funciona por encima de su Km, porque pasa del freno que es
la Glucosa-6-Fosfato.
Hay otros transportadores como los GLUT2, que tienen una Km de 10-20 mM
para la glucosa. Sólo existe en el hígado o células
importantes cuando hay cantidades muy grandes de glucosa. Por eso, el GLUT2
está en el hígado, porque es el órgano recaptador de glucosa. El páncreas
responde produciendo insulina gracias a que el GLUT2 se vuelve activo.
La glucoquinasa se expresa en el higado y páncreas y varia con respecto a
la hexoquinasa en la cantidad de sustrato y el lugar donde se expresa
0'
Reación Enzima
1
3
10
Hexoquinasa
Glucoquinasa
Fosfofructoquinasa-1
Piruvato quinasa
(kcal/mol) (kcal/mol)
o
- 4.0
- 8.0
- 3.3
- 7.5
- 5.3
- 4.03
Tres puntos de regulación: hexoquinasa, fosfofructoquinasa-1 (el punto más
importante) y piruvato quinasa.
FOSFOFRUCTOQUINASA-1
Es el punto más importante de la regulación del flujo glicolítico:
1.- No hay monosacárido (salvo la fructosa hepática) que entre en la glucólisis y
que
no
pase
por
la
fosfofructoquinasa.
2.- Por la hexoquinasa no pasan las glucosas provenientes de la glucogenolisis.
3.- La piruvato quinasa es la última reacción de la glucólisis y no puede ser, por
tanto, el pricipal punto regulador de la vía.