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BIOQUÍMICA
Concepto Definición Bioquímica Ciencia: estudia conjunto de procesos químicos en un organismo vivo: macromoléulas, reacciones químicas metabólicas, reacciones energéticas, autorregulación. Grupos Funcionales Hidroxilo OH, permite solubilidad en compuesto Carbonilo C=O, aldehído y cetona, aporta radioactividad a molecula. Carboxilo COOH, carbonilo+hidroxilo, presente en compuestos ácidos Amino NH2, se libera como amoniaco (peligroso) Fosfato R-PO4, forma enlaces de alta energía Ester COO, carboxilo+hidroxilo, permite que compuesto sea insoluble Tioester CSO, carboxilo+sulfhidrilo, funciona como enlace de alta energía Eter - O-, funciona como enlace glucosídico Catabolismo Catabolismo Rutas Metabólicas de Degradación. (macro a moléculas pequeñas) Oxidación Deshidrogenación en catabolismo, pierde moléculas de H. Coenzimas Reducidas En catabolismo, NADH, NADPH, FADH2; agarran los H liberados en oxidación. Exergónicos Proceso en catabolismo – se libera energía química Producción ATP Catabolismo – A partir de ADP y PI (Fósforo inorgánico) Anabolismo Anabolismo Ruta Metabólica de Síntesis (Moleculas pequeñas a macro) Reducción Hidrogenación en anabolismo: ganan hidrógenos donados por coenzimas Coenzimas Oxidadas Anabolismo; NAD+, NADP+, FAD. Sin H pq está en moléculas que se están sintetizando Endergónico Requiere energía (no libera) Consumo ATP Consume ATP y regenera ADP + PI Señales Reguladoras que Informan Célula de Estado Metabólico Señales reguladoras celulares Informan células de estado metabólico: Hormonas, Neurotransmisores, Estado energético, disponibilidad de nutrientes. Hormonas Insulina Anabólica, glucólisis. Glucagón Catabólica, gluconeogénesis. (señala que necesita azúcar nueva) Adrenalina Neurotransmisor + Hormona Catabólica, activa degradación de glucógeno (para tener glucosa), glucogenólisis. Cortisol Catabólica, formación de glucosa nueva = gluconeogénesis Neurotransmisores Actividad Física (activa necesidad de formar glucosa), Reposo y Sueño. Disponibilidad de Nutrientes Ayuno: no hay nutrientes=no se puede formar glucosa = catabólica Postprandio: hay nutrientes = anabólico Estado Energético (^) ATP Alto Disponibilidad energía = activa ruta anabólica - descomponer ATP ATP Bajo Baja energía = activa ruta catabólica – generar ATP
Precursor Cof.Orgánicos Tipo Función (^) ¿Donde? Vitamina B Tiamina TPP Grupo Prostético^ Descarboxilasas Transcetolasas Carbohidratos Vitamina B Riboflavina FMN, FAD Grupo Prostético^ Deshidrogenasas^ Reacciones REDOX de Cadena Transportadora de Electrones Vitamina B Niacina NAD, NADP Coenzima^ Deshidrogenasas Vitamina B5 Ac. Pantoténico CoA Coenzima^ Formar enlaces de alta energía (tioester) Compuestos CoA, formar enlaces alta energía Vitamina B Piridoxina PLP Grupo Prostético Transaminasas Descarboxilasas Aminoácidos Vitamina B Biotina Biotina Grupo Prostético Carboxilasas Todas Carboxilasas Vitamina B9 Ac. fólico FH4 Coenzima Metabolismo de purinas y pirimidinas ADN y ARN Vitamina B Cianocobalamina CoB12 Coenzima^ Metabolismo de^ ácidos grasos de cadena impar Metabolizar A.G de cadena impar Ácido Octanóico (^) Lipoato Grupo Prostético (^) PiruvatoDesHidrogenasa =PDH Alfa-cetoglutarato deshidrogenasa = KGDH Ciclo de Krebs Enzimas Enzima Proteína globular (soluble) que acelera reacciones metabólicas, específicas por sustrato Sustrato Molécula que se busca metabolizar Regulación Enzimática Enzimas pueden cambiar de un estado de alta actividad a otro de baja, según requerimientos celulares. Síntesis Enzimas Programada genéticamente: gracias síntesis de proteínas en ribosoma. Sitio Activo Sección enzima: aquí se une sustrato/ es la reacción – se transforma a producto Estructura Protéica Puede haber cambios cuando se une sustrato-sitio activo Mecanismo Acción Sustrato entra S.A, enzima cambia conformación, forma complejo E-S, reacciona, sustrato=producto, forma complejo E-P, se libera producto, enzima libre Cofactores Compuesto no protéico (vita/mine) requeridos en actividad enzimática Cofa. Inorgánico Minerales (Zinc, magnesio, cobre = cationes) Cofa Orgánico Coenzima y Grupos Prostéticos Coenzima Cofactores- pueden entrar y salir del sitio activo. (adaptador para que sustrato pueda pegarse, se forma producto, se va). NADH, CoA. Grupos Prostétic. Cofactor- Unido permanentemente al sito activo. FADH, TPP Apoenzima Enzima sin cofactor/coenzima = inactiva Holoenzima Enzima con cofactor/coenzima = activa
Estructura y Digestión de Carbohidratos Concepto Definición Grupos Funcionales Monosacáridos tienen carbonilo e hidroxilo Monosacáridos Aldosas : grupo aldehído, carbonilo es el 1º C, C terminal. Cetosa : tiene grupo cetona, carbonilo es 2º C, C central Clasificación Por número de C: triosa, tetrosa, pentosa, hexosa Epímeros Isómeros de azúcares que difieren en la posición de solo 1 gpo hidroxilo Enantiómeros Isómeros ópticos o en espejo de un mismo azúcar Dextro: grupo - OH del penúltimo C está del lado derecho. Se metaboliza Levo: grupo - OH del penúltimo C se encuentra del lado izquierdo Estructura Cíclica Azúcares se disuelven en medio acuoso, = est. cíclica Penúltimo - OH reacciona con C=O Estructura hemiacetal: estructura cerrada Se cierra= C=O pasa a ser anomérico/reductor y se puede unir con otros azúcares Anómeros Isómeros de un mismo azucares, formados cuando tiene forma cíclica Anómero 𝑎 (alfa): - OH del C anomérico abajo, enlace hacia abajo Anómero 𝐵 (beta): - OH del C anomérico queda arriba, enlace hacia arriba Tipos de Enlaces Di/PoliSacáridos se forman por unión de azúcar
- enlace glucosídico (éter), unión libera agua Anómero 𝑎 forman enlaces a (abajo), b forma enlace b (arriba, difícil de romper) Enlaces se pueden romper por hidrólisis
Localización en Tejidos Funciones GLUT 1 Cerebro, riñones, colon, placenta, eritrocitos. Captación de glucosa. (durante la gestación) GLUT 2: Órganos que sacan glucosa al torrente sanguíneo: Hígado (regula gluc. en sangre), células β pancreáticas (producen insulina), intestino delgado , riñones. Captación o liberación rápida de glucosa. BIDIRECCIONAL (entrada y salida) Señal que hay mucha glucosa GLUT 3 Cerebro, riñones, placenta. Captación de glucosa y galactosa. (células con alto requerimiento) GLUT 4
Donde se almacena glucosa como reserva metabólica : Musculo cardiaco y estriado. Tejido adiposo (como grasa) Captación de glucosa estimulada por insulina. GLUT 5 Intestino delgado , testículos y riñones Captación de fructosa Estructura y Digestión de Carbohidratos Concepto Definición Absorción El nivel de glucosa normal es entre 60-100mg en 100ml de sangre Hipoglucemia Glucosa baja, - 60 Glucógeno: se comienza a degradar, primer mecanismo Proteínas: no hay glucógeno, se obtienen a.a de proteínas y se convierten en glucosa. 2 mecanismo Glucagón y Adrenalina: hormonas que activan las vias. Hiperglucemia Glucosa alta, +100, libera insulina Músculo e Hígado: juntan glucógeno y lo van a almacenar Musculo/Hígado ya no almacenan = se convierte en grasa por insulina, se almacena en tej. adiposo Umbral Renal Glucosa demasiado alta, via hiperglucemia no funciona Riñón ayuda liberando orina Estructura y Digestión de Carbohidratos Concepto Definición Digestión Salival Enzima Ptialina / Amilasa Salival convierte almidón en maltosa y oligosacáridos pequeños. Gástrica Jugo gástrico sigue rompiendo enlaces glucosídicos (amilasa se inactiva, suf. acido) Intestinal Páncreas: produce amilasa pancreática, vierte al duodeno p/producir disacáridos Disacarasas (sacarasa,lactasa,maltasa) en epitelio del Int-Del, degradan disacáridos Intestino Delgado Solo se absorben azúcares sencillas: glucosa, fructosa, galactosa. Microvellosidades tienen enzimas que terminan degradar moléculas simples de glucosa. Intestino Delgado 8m largo, 3 niveles que aumenta superficie de absorción 200m
1. Pliegues circulares
- Vellosidades: pliegues de 0.5mm
- Microvellosidades: aumentan 20x área de absorción Tipos Transporte en Membranas Glucosa entra por transporte pasivo facilitado, a favor gradiente sin ATP GLUT: transportadores más importantes para glucosa SGLT: glucosa tmbn entra por transporte activo, entra a favor de gradiente. Na+K, Na sale contra Absorción monosa- Int. Delg SGLT: glucosa y galactosa , activo, usa atp cuando sale Na GLUT 5: fructosa Salida Glucosa GLUT 2: saca glucosa, sacarosa y fructosa al torrente sanguíneo, transporte pasivo facilitado
PASOS Nombre Definición Foto Fase 1
Fase 2 Fosforilación Glucosa Hexoquinasa (1,2,3 alostérica) agrega PI para formar glucosa-6P. 1º punto de control Usa ATP, es irreversible, usa Mg+2 = cofactor Isomerización Glucosa 6-P Fosfohexosa isomerasa : glucosa-6P = Fructosa-6P Hidroxilo del 1º C de Fructosa 6P listo para 2º fosforilación. Mg+2=Cofactor, Reversible Fosforilación Fructosa 6P Fosfofructoquinasa (PFK-1): fosforila fructosa 6P = Fructosa-1,6-Difosfato Irreversible, Cofactor Mg+2. Punto de control MAS importante. Es simétrica p/ romperse en 2 moleculas 3C Ruptura Fructosa- 1,6-Difosfato Aldosa (Liasa) produce 2 fosfatos de triosa Dihidroxiacetona Fosfato (DHAP)= cetosa, se convierte en GAP desués Gliceraldehido 3-Fosfato (GAP)= aldosa Obtención de 2 GAP Solo GAP puede continuar a fase 2. Triosa Fosfato Isomerasa isomeriza DHAP DHAP = GAP (para pasar a fase 2, hay 2 GAP) Obtención 1, Difosfoglicerato Fosforilación Oxidativa con GAP Deshidrogenasa= GAP se oxida+fosforila Queda 1,3-Bifosfoglicerato con enlace de alta energía (usado despues p/hacer ATP) Obtiene 2NADH por H liberado en oxidación Obtención 3 Fosfoglicerato y ATP Fosfoglicerato Quinasa transfiere fosfato de sustrato a ADP Forma 3 - Fosfoglicerato Forma 2 ATP nivel sustrato Obtención 2- Fosfoglicerato Mutasa Fosfoglicerasa ( isomerasa) cambia PI de C3-C Queda 2 - Fosfoglicerato Obtención 2- Fosfoenolpiruvato Enolasa ( Liasa Deshidratasa) quita - OH de C y libera agua, forma doble enlace (alta energia) Queda Fosfoenolpiruvato (PEP) c/doble enlace Obtención ATP por PEP Piruvato Quinasa ( alostérica) rompe enlace - O- del PEP, libera fosfato Queda 2 ATP y 2 Piruvato Es 3º punto de control, 2º + importante
Glucólisis Concepto Definición Destino de Piruvato Depende de disponibilidad de oxígeno Condiciones Anaeróbicas Se convierte en Lactato porque no hay O Cuando hacemos ejercicio, en leucocitos o en tumores Condiciones Aeróbicas Piruvato se convierte en Acetil CoA, se puede ir a: Síntesis Lípidos: mucho ATP se va a lípidos Síntesis Aminoácidos: mucho ATP y se necesitan aminoácidos ATP en Cadena Respiratoria: célula necesita +energía se va a cadena a formar +ATP Reducción Piruvato- Lactato Lactato Deshidrogenasa (LDH) reduce piruvato en Lactato:
- Saca N del NADH (de glucolisis) y queda lactato
- NADH ahora es NAD. En eritrocitos y Músculo Cont. Lactato sale de célula – difunde en sangre – llega hígado – convierte en glucosa Se regenera NAD+ necesita GAPDH para que se produzca ATP en glucolisis Eritrocitos usan glucolisis como fuente de ATP pq se dona NADH y regenera NAD+ Metabolismo de Fructosa Pasos Fructoquinasa fosforila fructosa y queda Fructosa 1P. Usa ATP y libera ADP Aldosa B rompe Fructosa 1P: Gliceraldehido (GAP no fosforilado) y Dihidroxiacetona Fosfato (DHAP fosforilado) Triosa Quinasa fosforila GAP, usa ATP y libera ADP TODOS los pasos de fase 2 Se obtiene 2 piruvatos = 2 Acetil CoA y se sintetizan los ácidos grasos Fructosa se absorbe rápido en eritrocitos, pq GLUT5 no es dependiente de insulina ni requiere ATP Pasa por glucólisis +rápido porque salta paso 3 Fructoquinasa fosforila fructosa con ATP p/ formar 1P en hígado, riñones e intestino; ayuno e insulina no afecta. Exceso de fructosa en dieta hace síntesis de lípidos
Gluconeogénesis Concepto Definición Gluconeogénesis Ruta anabólica que sintetiza nueva glucosa mediante precursores no glúcidos (no carbs) Proceso Obtiene 1 Glucosa de: 4ATP + 2GTP + 2 NADH Precursores Todo lo que se convierte en piruvato también se puede convertir en glucosa (necesita 2) Lactato: glucólisis anaerobia Piruvato: de glucólisis aerobia Glicerol 3 Fosfato: descomposición de triglicéridos y tejido adiposo Aminoácidos Gluconeogénicos: todo aminoácido menos leucina y lisina. Ayuno o cortisol Intermediarios del Ciclo Krebs: Oxalacetato Importancia Biomédica Tejidos necesitan aporte continuo de glucosa:cerebro y eritrocitos Glucógeno solo duran 1 o 2 días. (ejercicio = se acaban) No hay suficientes carbs = satisface necesidades corporales Mantienen concentración de intermediarios de Krebs: oxalacetato Elimina lactato producido por músculo/eritrocitos en sangre (lo convierte en glucosa) Elimina glicerol producido por tejido adiposo Condiciones Activadoras de Gluconeogénesis Estrés A.A glucogénicos se transforman en glucosa cuando hay estrés Estimula gluconeogénesis a partir de aa del músculo Lipólisis Se usan triglicéridos del tej. adiposo como fuente energética Glicerol libre se hace glucosa Ejercicio= acaba glucógeno= usa lípidos= glicerol para hacer glucosa Ayuno Hipoglucemia: libera glucagón para aumentar glucosa, activa la via Dietas Ricas en Proteínas Aumenta concentración de aa glucogénicos en sangre Cuerpo intenta balancear aa, el exceso se convierte en glucosa nueva Ejercico Prolongado Acumula lactato en músculo/eritrocitos y glucógeno se agota Se degradan grasas Lactato + Glicerol se puede producir glucosa nueva Localización Tisular Hígado (90%) y Riñón/Intestino Delgado (10%) Sale sangre c/glucosa a torrente sanguíneo: cerebro, músculo esquelético y ertirocitos Gluconeogénesis en hígado/riñón mantiene nivel de glucosa para satisfacer necesidades Reacciones de Rodeo Piruvato = oxalacetato = fosfoenolpiruvato Enzimas : piruvato carboxilasa y PEP carboxiquinasa Fructosa 1,6-Di-P = Fructosa 6P Enzima : Fructosa bifosfatasa - 1 Glucosa 6-P = glucosa Enzima : glucosa 6 fosfatasa Diferencia Glucolisis En glucólisis es quinasa donde fosforila con ATP; Gluconeogénesis es Fosfatasa donde desfosforila liberando ATP.
PRIMER
RODEO
1º Parte: Piruvato en Oxalacetato Piruvato Carboxilasa (PC): añade CO2= molécula 3C en 4C Es alostérica: +=Acetil CoA, - =ADP Se lleva a cabo en mitocondria Carboxilasa necesita ABC : ATP, Biotina (grupo prostético), CO Se obtiene OXALACETATO 2º Parte: Oxalacetato en PEP Oxalacetato tiene q cruzar membrana mitocondria, (no puede) necesita lanzadera Lanzadera Piruvato entra mitocondria PC siempre en mitocondria Oxalacetato produce Malato Deshidrogenasa= convierte ox. En malato – se reduce en mitocondria Malato es lanzado a citoplasma Malato Deshi. oxida oxalacetato en malato en citoplasma Se libera NADH se convierte oxal. en malato para salir y regresa a ser oxalacetato PEP Carboxilasa: descarboxila y fosforila para formar PEP: libera CO2, usa GTP como fuente de fósforo y libera GDP PEP Carboxilasa es alostérica: - ADP (significa poca energía- se bloquea gluconeogénesis) SEGUNDO RODEO Sigue todos los pasos glucólisis. Fructosa 1- 6 Bifosfatasa En lugar de PFK1, es hidrolasa Hidroliza Fructosa 1,6 Bifosfato: lo desfosforila con hidrólisis usando magnesio como cofactor, se libera PI Forma Fructosa 6 Fosfato Fructosa 6 fosfato = glucosa- 6 - fosfato TERCER RODEO Conversión de Glucosa 6P a Glucosa Glucosa 6 - Fosfatasa No es punto regulación pq solo está en hígado Solo ella puede sacar glucosa a sangre (glucógeno muscular no puede) Esta enzima quita fosfato para salir a torrente sanguíneo Glucosa 6P no puede salir pq tiene P, desfosforila con Glucosa 6-Fosfatasa para que pueda salir.
Deficiencia de actividad FBP Problema en 2º rodeo: causa hipoglucemia y acidosis láctica Causa acidosis láctica: lactato no puede hacer glucosa en hígado = exceso piruvato= +lactato Deficiencia de actividad Glucosa 6P Problema en 3 º Rodeo: Von Gierke, causa hipoglucemia y hepatomegalia No se le puede quietar fosforo a glucosa6P= no puede ir a torrente sanguíneo= acumula glucogeno Hígado y riñones no pueden liberar glucosa a sangre, al almacenar glucogeno crece hígado Resistencia Insulina / Diabetes Mellitus 2 Insulina es insuficiente / receptores defectuosos / pocos receptores No permite que se inhiba gluconeogénesis – acumula glucosa – agrava hiperglucemia – metformina No permite entrada de glucosa a células musculares y tejido adiposo Se forma glucosa excesivamente = hiperglucemia Metabolismo del Glucógeno Concepto Definición Glucógeno Es la forma como se almacena glucosa en las células. Polímero de cadenas cortas ramificadas, formadas de glucosa 110g (5-10%) se almacena en Hígado y 245g (0.7) se almacena en músculo Estructura Parte lineal: glucosas unidas por A(1-4) Ramificaciones: glucosas unidas por A(1-6) Muchos extremos no reductores = facilita degradación/síntesis = enzimas = trabajan simultáneamente en muchas cadenas. Funciones Musculares Fuente de energía rápida para met. aerobio/anaerobio Se agota en - 1h con actividad Egoísta = se lo queda Funciones Hígado Regula niveles de glucosa en sangre Reserva de glucosa para otros tejidos cuando no esta disponible en dieta Se rifa por equipo = lleva glucosa a otros tejidos Gluconeogénesis Que Es Ruta metabólica que forma glucógeno a partir de glucosa libre Forma de células de reponer glucógeno perdido para tener reservas Activa en hígado y músculo Necesita mucha energía, la saca de UTP Cebador Glucogenina, forma enlaces A(1-4) hasta formar cadena 8 uniones Molécula Glucogenina + Cadena = ya no se degrada Solo se usa cuando neceisto hacer glucógeno desde cero A partir de cebador comienza glucogénesis Cadena con cebador tiene 1 extremo reductor UDP- Glucosa Glucosa + UDP en C1= se activa Forma de glucosa polimerizada para crear glucógeno Enzimas +Importantes: Glucógeno sintetasa y Ramificante
Pasos Glucogénesis Pasos Antes de Iniciar Hexoquinasa : convierte glucosa en glucosa 6P En hígado es Glucoquinasa, en músculo Hexoquinasa (1,2,3) Primer Paso Fosfoglucomutasa : convierte glucosa 6P en glucosa 1P Reversible Segundo Paso UDP-Glucosa Pirofosforilasa : Glucosa 1P en UDP-Glucosa y se activa. UTP – Corta – Libera 2P = Uridina + PI + Glucosa1P = PI une con P de Glucosa1P Forma UDP-Glucosa y Pirofosfato Irreversible (NO punto control): cuando queda UDP Glucosa ya no se puede usar como glucosa, usa demasiada energía en forma UTP Es lo que da energía para llevar a cabo ruta Tercer Paso Glucógeno Sintetasa : Forma enlaces A(1-4) Tiene Cebador + UDP-Glucosa UDP-Glucosa se une a residuo de glucogeno por extremo no reductor en cebador, formando enlace A(1-4) Rompe enlace grupo fosfato – libera energía – se pega a cadena glucógeno – siguen añadiendo glucosas c/A(1-4) Paso Regulación +Importante e Irreversible SOLO actúa en cadenas de 4+ glucosas Cuarto Paso Transglicosilasa/Ramificante : ramifica Transfiere cadena de 6-7 glucosas a otra posición No puede ser menos de 6 queda chica y no puede actuar Forma ramificación A(1-6) cortando enlace y transfiriendolo Permite que tenga +extremos no reductores Quinto Paso Nuevas moléculas de UDP-Glucosa se unen a extremos no reductores de ramificaciones para alargar cadena.
Ciclo de Krebs / Ácidos Tricarboxílicos Concepto Definición Importancia Biomédica Piruvato de glucólisis = Respiración Celular: no reduce a lactato, se oxida a CO2 y H2O. Vía anfibólica: anabolismo y catabolismo Obtención ATP + Intermediarios ana/catabolismo: glucogénesis, metab. nitrogenado y lipogénesis Se lleva a cabo en mitocondrias de TODO tejido Fases Respiración Celular
- Producción Acetil CoA Glucosa, A.G y algunos AA se oxidan = 2 moléculas de 2C (acetil CoA)= Combustible ciclo Krebs
- Oxidación Acetil CoA Acetilo+Oxalacetato= Ácido Cítrico = oxidado para dar CO Energía liberada se conserva como GTP, NADH y FADH NADH y FADH: portadores de é, pueden usarse en cadena trans. é p/ hacer +ATP
- Transf. É y Fosf. Oxid. Electrones de reacciones oxidación= transportadas a cadena respiratoria hasta O (último aceptor de é) para obtener ATP Producción Acetil CoA c/Piruvato Proceso oxidación IRREVERSIBLE Catalizado p complejo enzimático Piruvato Deshidrogenasa descarboxilasa (liasa), oxido-reductasa y transferasa. PDH: solo en mitocondrias, Libera: Acetil CoA, NADH y CO Pasos: Descarboxilación, Transferencia de CoA, Oxidación. Orden: TPP, Lipoato, CoA-SH, FAD, NAD. Conformación Estructural de PDH Piruvato se une a TPP en E1, se descarboxila p/formar un gpo acetilo. (Carboxilo se libera como CO2) TPP transfiere gpo acetilo al lipoato (solo funciona oxidado) en E2. Se incorpora CoA a molécula de acetilo =forma Acetil CoA Lipoato se oxida con FAD en E3, formando FADH FADH2 transfiere sus H a NAD+, formando NADH Lipoato solo puede aceptar gpo acetilo, si esta oxidado Subunidades
- Cofactores de PDH E1: Descarboxilación TPP: grupo proestético Se libera CO E2: Transferencia Gpo Acetilo Lipoato: grupo prostético Coenzima A Se libera Acetil CoA E3: Oxidación FAD: grupo prostético NAD: coenzima Se libera NADH Reacciones del Ciclo 8 Reacciones Consecutivas: 4 de oxidación (energía se conserva como NADH y FADH2) Todas las enzimas del ciclo están en mitocondrias En cada vuelta se incorpora 1Acetil CoA (6C) a Oxalacetato (4C, se regenera siempre) Se produce: CO2, NADH, FADH, GTP, Intermediarios de Otras Rutas Metabólicas
Reacciones Ciclo de Krebs
FORMACIÓN DE CITRATO Citrato Sintetasa Síntesis / Condensación Irreversible Oxalacetato bajo y CoA queda libre para reutilizarse Se rompe enlace Tiol c/ agua para liberar energía, se libera grupo acetil p/unirse con oxalacetato y formar citrato.
FORMACIÓN DE ISOCITRATO Aconitasa Isomerización Aconitasa cambia la posición del - OH del C3 a C4 para convertir citrato = isocitrato. (deshidrata y vuelve a hidratar poniendo OH del otro lado) Aconitasa necesita Fe+2^ como cofactor= bajo Fe en dieta baja actividad de la enzima
FORMACIÓN DE A- CETOGLUT ARATO Isocitrato Deshidrogenasa (Usa Mn+2 ) Descarboxilación Oxidativa Irreversible (solo en krebs)
- Convierte molécula de 6C en 5C por descarboxilación
- Quita COO, rompe enlace, libera CO.
- Forma doble enlace c/ O2 oxidando molécula (quita H)
- NAD toma H y libera NADH
FORMACIÓN DE SUCCINIL CoA A-Cetoglutarato Deshidrogenasa Descarboxilación Oxidativa Irreversible Alfacetoglutarato de 5C = 4C perdiendo CO Alfacetoglutarato pierde COO = libera CO2 con TPP = se transfiere CoA con lipoato = se oxida lipoato con FAD = libera NADH = queda Succinil CoA.
FORMACIÓN DE SUCCINATO Succinil CoA Sintetasa Producción ATP a nivel Sustrato Ruptura de enlace tioester (CoA) de Succinil CoA = libera energía = Unión GDP-PI = Libera GTP = queda Succinato 4C
FORMACIÓN DE FUMARATO Succinato Deshidrogenasa Deshidrogenación Enzima unida a memb. mitocondrial interna (complejo 2 CTÉ) FAD= grupo prostético covalentemente unido a S.A. FADH proporciona 2ATP de energía Se quita 1H al C2 y otro H a C3= c/u se queda con 1H = FAD usa H para liberar FADH
FORMACIÓN DE MALATO Fumarasa (liasa) Hidratación Fumarato se hidrata añadiendo - OH con H2O con enzima = se rompe doble enlace de fumarato = malato
Ciclo de Krebs / Ácidos Tricarboxílicos Concepto Definición Regulación del ciclo Velocidad del ciclo = regulada por velocidad de conversión de Piruvato = Acetil CoA por PDH Regulación Alostérica PDH Activadores : AMP, CoA, NAD y Ca+ Inhibidores : ATP, Acetil CoA, NADH y Ácidos Grasos También regulada por velocidad de enzimas: Citrato Sintasa, Isocitrato Deshidrogenasa, Alfa Ceto Glutarato Deshidrogenasa Regulación Alostérica Activadores : ADP y Ca+ Inhibidores : ATP, y NADH Regulación PDH Inhibición del producto final: acetil CoA lo inhibe porque significa que ya hay suficiente y no necesita más. Modificación Covalente Glucagón/Adrenalina: inhibe PDH y glucólisis. Activa Kinasa– Fosforila – Inactiva PDH. Insulina : activa PDH y glucólisis. Activa Fosfatasa – desfosforila – inactiva PDH Control Hormonal Insulina activa PDH – si glucosa está en exceso, Acetil CoA se dirige a síntesis de grasa. Problemas Deficiencia de PDH No sirve PDH = piruvato no se convierte en CoA = acumula lactato Retraso en desarrollo Tono muscular disminuido Retraso mental y problemas neurológicos por falta de ATP Deficiencia de Tiamina en Dieta TPP se requiere en diversas reacciones, pero afecta directamente actividad TPP Causa incapacidad para oxidar piruvato, dañando el cerebro = mucho piruvato Alcohol inhibe absorción de tiamina, cáscara de arroz tiene mucha tiamina (se elimina cuando se refina). Se detecta en sangre por niveles altos de piruvato
Cadena Transportadora de Electrones y Fosforilación Oxidativa Concepto Definición General La CTE y Fosforilación oxidativa son procesos independientes pero siempre acoplados Todas las enzimas de los 2 procesos están incrustadas en la membrana mitocondrial interna Estructura Mitocondrial Membrana Externa: permeable a moléculas pequeñas/iones que se mueven libremente a través de porinas (proteínas) Membrana Interna: impermeable a moléculas pequeñas/iones (incluido protón), necesita transportadores específicos, tiene los 4 complejos de Cadena Respiratoria y la ATP sintasa Matriz: tiene las enzimas de Krebs, b-oxidación, oxidación AA y PDH Espacio Intermembrana: entre membrana interna y externa Crestas Cadena Transportadora de Electrones Donde se reduce O2 a H2O por electrones cedidos por NADH y FADH (producto de catabolismo) La C.R Mitocondrial es una serie de transportadores electrónicos secuenciales en orden especifico Transportadores Electrónicos: proteínas integrales c/grupos prostéticos que pueden aceptar o donar 1 - 2 electrones. Complejos 1 “NADH Deshidrogenasa” Hierro sulfurado (Fe-S) y FMN (NADH→Q) 2 “Succinato Deshidrogenasa” Fe-S y Succinato Deshidrogenasa (FADH2) No atraviesa por completo membrana interna FADH2→Q: é pasan de FADH2 a ubiquionona 3 “Ubiquinona, Citocromo C, Oxidoreductasa” Citocromo B y Citocromo C Q→Citocromo C: é pasan de Q a CitC, pasando por CitB y Cit C 4 “Citocromo Oxidasa” Citocromo A y Citocromo A Citocromo C→O Transportadores Ubiquinona Lleva é de complejo 1-3 o 2- 3 Liposoluble: se mueve libremente en membrana mit. interna Citocromo C Lleva é de complejo 3- 4 Hidrosoluble: se mueve libremente en espacio intermembrana Camino NADH Pasa NADH de matriz mitocondrial a O Pasa por complejo 1, 3 y 4. NO pasa por complejo 2 Camino FADH FADH pasa de complejo 2 a complejo 3 y
