Glucólisis y oxidación del piruvato

SE MENCIONA EN LA IMPORTANCIA BIOMÉDICA TODAS , EXCEPTO. La mayoría de los tejidos tienen al menos algún requerimiento de glucosa, en el cerebro, el requerimiento es sustancial . incluso en ayunos prolongados, el cerebro no puede satisfacer más del 20% de sus necesidades energéticas a partir de cuerpos cetónicos. La glucólisis es la vía principal del metabolismo de la glucosa . Ocurre en el citosol de todas las células, y puede funcionar tanto de forma aerobia como anaerobia, según la disponibilidad de oxígeno y de la cadena de transporte de electrones y, de la presencia de mitocondrias. Los eritrocitos,que carecen de mitocondrias, dependen completamente de la glucosa como combustible metabólico, y la metabolizan mediante glucólisis anaerobia. En la levadura y algunos otros microorganismos, el piruvato formado en la glucólisis anaerobias no se reduce a lactato, sino que se descarboxila y se reduce a etanol.

La capacidad de la glucólisis para proporcionar trifosfato de adenosina en ausencia de oxígeno, permite que el músculo esquelético funcione a niveles muy altos de producción cuando el suministro de oxígeno es insuficiente, y posibilita que los tejidos sobrevivan a episodios anóxicos. POR EJEMPLO. el músculo cardiaco, que está adaptado para el rendimiento aeróbico, tiene una actividad glucolítica relativamente baja, y una supervivencia deficiente en condiciones de. Las enfermedades en las que las enzimas de la glucólisis (p. ej., piruvato cinasa) son deficientes se ven principalmente como. el resultado de varias causas, incluida la reducción de la actividad de la piruvato deshidrogenasa, en especial cuando hay deficiencia de tiamina. En las células cancerígenas de rápido crecimiento, la glucólisis avanza a un ritmo elevado, formando grandes cantidades.

Cuando un músculo se contrae en condiciones anaerobias, el glucógeno desaparece y aparece.

Si la contracción muscular ocurre en condiciones aeróbicas, el lactato no se acumula y el piruvato es el producto final de la glucólisis. El piruvato se oxida aún más a CO2 y agua. Cuando hay escasez de oxígeno, la reoxidación mitocondrial de la forma reducida del dinucleótido de. formado durante la glucólisis se afecta, y el NADH se reoxida al reducir el------------- lo que permite que continúe la glucólisis. Mientras que la glucólisis puede ocurrir en condiciones de baja actividad aeróbica, esto tiene un precio, ya que limita la cantidad de. En la levadura y algunos otros microorganismos, el piruvato formado en la glucólisis anaerobias no se reduce a.

La ecuación general para la glucólisis de glucosa a lactato es la siguiente: Glucosa + 2 ADP + 2 Pi → 2 Lactato + 2 ATP + 2 H2O. Glucosa + 3 ADP + 2 PPi → 2 Lactato + 2 ATP + 2 H2O. Glucosa + 2 ADP + 2 Pi → 2 Lactato + 2 ATP + 3 H2O. Glucosa + 4 ADP + 2 Pi → 2 Lactato + 2 ATP + 2 H2O.

Todas las enzimas de la glucólisis son:

La glucosa entra en la glucólisis por fosforilación de la. glucosa-6-fosfa­to catalizada por hexocinasa, utilizando ATP como donante de fosfato. glucosa-6-fosfa­to catalizada por cinasa, utilizando ADP como donante de fosfato. glucosa-6-fosfa­to catalizada por hexocinasa, utilizando ATP como energia. glucosa-6-fosfa­ catalizada por hexocinasa, utilizando UDP como donante de fosfato.

En condiciones fisiológicas, la fosforilación de glucosa a glucosa-6-fosfato puede considerarse :

La hexocinasa es inhibida alostéricamente por su producto de la :

En tejidos diferentes al del hígado (y las células β de los islotes pancreáticos), la disponibilidad de glucosa para la glucólisis (o la síntesis de glucógeno en el músculo, , y la lipogénesis en el tejido adiposo, se controla mediante el transporte a la célula, que es regulado por la.

Sobre la hexocinasa todas son verdaderas excepto: tiene una alta afinidad (baja Km) por la glucosa, y en el hígado está saturada en condiciones normales, por lo que actúa a un ritmo constante para proporcionar glucosa-6-fosfato para satisfacer las necesidades del hígado. Las células hepáticas también contienen una isoenzima de hexocinasa, la glucocinasa, que tiene una Km muy superior a la concentración de glucosa intracelular normal. La función de la glucocinasa en el hígado es eliminar la glucosa de la sangre portal hepática después de la comida, por lo que regula la concentración de glucosa disponible para los tejidos periférica y se proporciona más glucosa-6-fosfato requerida para la glucólisis; se usa para la síntesis de glucógeno y lipogénesis. La glucocinasa también se encuentra en las células β de los islotes pancreáticos, donde funciona para detectar altas concentraciones de glucosa en la sangre portal. La glucocinasa fosforila más glucosa la glucólisis aumenta, lo que conduce a una mayor formación de ATP. Esto lleva al cierre de un canal de ATP-potasio, lo que provoca la despolarización de la membrana, y la apertura del canal de calcio dependiente de la ventilación. La afluencia resultante de iones de calcio conduce a la fusión de los gránulos secretores de insulina con la membrana celular, y a la liberación de insulina. Los equivalentes reductores del ATP formados en la glucólisis son llevados a las mitocondrias, para su oxidación, a través del transportador de malato-aspartato o del transportador de glicerofosfato.

Sobre la glucosa-6-fosfato cual es la premisa falsa : la unión de varias vías metabólicas: glucólisis, gluconeogénesis. la vía de la pentosa fosfato. la glucogénesis y la glucogenólisis. ciclo del acido citrico.

En la glucólisis, se convierte en fructosa-6-fosfato por. se convierte en fructosa-6-fosfato por. la enzima fosfofructocinasa (fosfofructocinasa-1) que forma. La reacción de fosfofructocinasa en condiciones fisiológicas. La fosfofructocinasa es tanto inducible como sujeta a la regulación alostérica, y tiene un papel principal en la regulación de. La fructosa 1,6-bisfosfato es dividida por la aldolasa (fructosa 1,6-bisfosfato aldolasa) en.

La glucólisis continúa con la oxidación. gliceraldehído-3-fosfato a. La enzima que cataliza esta oxidación.

gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa, es dependiente de NAD , ESCOGER EL FALSO. Estructuralmente, consta de cuatro polipéptidos idénticos (monómeros) que forman un tetrámero. Cuatro grupos —SH están presentes en cada polipéptido, derivados de residuos de cisteína dentro de la cadena polipeptídica. Uno de los grupos —SH es elsitio activo de la enzima. El sustrato se combina inicialmente con este grupo —SH, formando un tiohemiacetal que se oxida a un tiol éster; los hidrógenos removidos en esta oxidación se transfieren al NAD+. Con posterioridad el tiol éster sufre fosforólisis; se añade fosfato inorgánico (Pi ), formando 1,3-bisfosfoglicerato y el grupo —SH libre. reacción catalizada por enzimas de piruvato, que se somete a isomerización espontánea a ADP.

En la siguiente reacción, catalizada por la fosfoglicerato cinasa, CUAL ES FALSA. el fosfato se transfiere desde el 1,3-bisfosfoglicerato a la difosfato de adenosina (ADP, adenosin diphosphate) formando ATP (fosforilación a nivel de sustrato) y 3-fosfoglicerato. se forman dos moléculas de triosa fosfato por molécula de glucosa metabolizada, en esta reacción se forman 2× ATP por molécula de glucosa sometida a glucólisis. La toxicidad del arsénico es el resultado de la competencia del arseniato con el fosfato inorgánico (Pi ), que forma 1-arseno-3-fosfoglicerato y se somete a hidrólisis espontánea a 3-fosfoglicerato sin formar ATP. El 3-fosfoglicerato se isomeriza a 2-fosfoglicerato por la fosfoglicerato-mutasa. Es probable que el 2,3-bisfosfoglicerato (difosfoglicerato [DPG, diphosphoglycerate]) sea un intermediario en esta reacción. El 2-fosfoglicerato se isomeriza a 3-fosfoglicerato por la fosfoglicerato-mutasa. Es probable que el 2,3-bisfosfoglicerato sea un intermediario en esta reacción.

siguiente paso en la glucolisis : excepto. la enolasa e implica una deshidratación, formando fosfoenolpiruvato. La enolasa es inhibida por el flúor, y cuando se toman muestras de sangre para medir la glucosa, la glucólisis se inhibe al tomar la muestra en tubos que contienen. La enolasa también depende de la presencia de iones Mg2+ o Mn2+. El fosfato de fosfoenolpiruvato se transfiere al ADP en otra fosforilación a nivel de sustrato, catalizada por la piruvato cinasa para formar 2× ATP por molécula de glucosa oxidada. La reacción de piruvato cinasa es esencialmente irreversible en condiciones fisiológicas, y en parte porque el producto inmediato de la reacción catalizada por enzimas es enolpiruvato, que se somete a isomerización espontánea a piruvato, por lo que el producto de la reacción no está disponible para llevar a cabo una reacción inversa. Los equivalentes reductores del NADH formados en la glucólisis son llevados a las mitocondrias, para su oxidación, a través del transportador de malato-aspartato o del transportador de glicerofosfato.

disponibilidad de oxígeno determina cuál de los dos caminos se sigue. En condiciones anaerobias, el NADH no puede ser reoxidado a través de la cadena respiratoria, y el piruvato se reduce a lactato catalizado por la. En condiciones aeróbicas, el piruvato se transporta a las mitocondrias y mediante descarboxilación oxidativa se transforma a acetil-CoA, y luego a CO2. Los equivalentes reductores del NADH formados en la glucólisis son llevados a las mitocondrias, para su oxidación, a través.

LOS TEJIDOS QUE FUNCIONANEN CONDICIONES HIPÓXICAS PRODUCEN LACTATO. el músculo esquelético, particularmente en las fibras blancas, donde la velocidad de producción de trabajo y, por tanto, la necesidad de formación de ATP. La glucólisis en los eritrocitos siempre termina en lactato, porque las reacciones posteriores de oxidación de piruvato son mitocondriales y los eritrocitos carecen de. Otros tejidos que normalmente obtienen gran parte de su energía de la glucólisis y producen lactato incluyen el cerebro, el tracto gastrointestinal, la médula renal, la retina y la piel. hígado, los riñones y el corazón normalmente toman lactato y lo oxidan. la producción de lactato es alta. El aumento en el consumo de oxígeno, como resultado del aumento de la oxidación de los combustibles metabólicos para proporcionar el ATP y GTP necesarios para la gluconeogénesis.

LA GLUCÓLISIS ESTÁ REGULADA EN TRES PASOS QUE INVOLUCRAN REACCIONES QUE NO ESTÁN EN EQUILIBRIO. Aunque la mayoría de las reacciones de la glucólisis son reversibles libremente, tres son marcadamente exergónicas, y por tanto se deben considerar fisiológicamente irreversibles. Catalizadas por la hexocinasa (y glucocinasa), fosfofructocinasa y piruvato cinasa, son los principales sitios de regulación de la glucólisis. La fosfofructocinasa se inhibe a concentraciones intracelulares normales de ATP; puede ser rápidamente aliviada por el 5’ adenosina monofosfato que se forma cuando el ADP se comienza a acumular, lo que indica la velocidad de glucólisis. tienen diferentes enzimas que catalizan reacciones para revertir estos pasos irreversibles: glucosa-6-fosfatasa y fructosa 1,6-bisfosfatasa; y para revertir la reacción de la piruvato cinasa, la piruvato carboxilasa y la fosfoenolpiruvato carboxicinasa.

LA GLUCÓLISIS ESTÁ REGULADA EN TRES PASOS QUE INVOLUCRAN REACCIONES QUE NO ESTÁN EN EQUILIBRIO , escoge el verdadero. la mayoría de las reacciones de la glucólisis son reversibles libremente, tres son marcadamente exergónicas, y por tanto se deben considerar fisiológicamente irreversibles. Catalizadas por la hexocinasa (y glucocinasa), fosfofructocinasa y piruvato cinasa, son los principales sitios de regulación de la glucólisis. La fosfofructocinasa se inhibe significativamente a concentraciones intracelulares normales de ATP, esta inhibición puede ser rápidamente aliviada por el 5’ adenosina monofosfato que se forma cuando el ADP se comienza a acumular, una mayor velocidad de glucólisis. Las célulasque son capaces de gluconeogénesis (invirtiendo la vía glucolítica, tienen diferentes enzimas que catalizan reacciones para revertir estos pasos irreversibles: glucosa-6-fosfatasa y fructosa 1,6-bisfosfatasa; y para revertir la reacción de la piruvato cinasa, la piruvato carboxilasa y la fosfoenolpiruvato carboxicinasa. La regulación recíproca de la fosfofructocinasa en la glucólisis, y de la fructosa 1,6-bisfosfatasa en la gluconeogénesis.

La fructosa , es excepto. entra en la glucólisis por fosforilación a fructosa-1-fosfato, y pasa por alto los principales pasos reguladores, lo que resulta en la formación de más piruvato y acetil-CoA que lo requerido para la formación de ATP. En el hígado y el tejido adiposo. conduce a un aumento de la lipogénesis, y un alto consumo de fructosa puede ser un factor en el desarrollo de la obesidad. particularmente en las fibras blancas, donde la velocidad de producción de trabajo y, por tanto, la necesidad de formación de ATP.

En los eritrocitos, el primer sitio de formación de ATP en la glucólisis se puede eludir , excepto. En los eritrocitos, la reacción catalizada por la fosfoglicerato cinasa puede ser superada en cierta medida por la reacción de la. catalizado por la 2,3- bisfosfoglicerato fosfatasa.

LA OXIDACIÓN DEL PIRUVATO PARA FORMAR ACETIL-COA ES LA RUTA IRREVERSIBLE DE LA GLUCÓLISIS AL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO. El piruvato se transporta a la mitocondria por un simporte de protones. Luego se somete a descarboxilación oxidativa para convertirse en acetil-CoA. Este complejo piruvato-deshidrogenasa es análogo a. El piruvato es descarboxilado por el componente piruvato deshidrogenasa del complejo enzimático, para formar un derivado hidroxietílico del anillo tiazol del. deficiencia de tiamina. La acetil lipoamida reacciona con la coenzima A para formar acetil-CoA y lipoamida reducida. la flavoproteina reducida es oxidada por.

COMPLEJO PIRUVATO DESIDROGENASA CUAL ES. Piruvato + NAD+ + CoA → Acetil-CoA + NADH + H+ + CO2. Piruvato + FAD+ + CoA → Acetil-CoA + NADH + H + CO2. Piruvato + NADH+ + CoA → Acetil-CoA + NADH + H+ + CO2. Piruvato + ATP+ + CoA → Acetil-CoA + NADH + H+ + CO2.

La piruvato deshidrogenasa CUAL ES FALSO. se regula mediante la inhibición del producto final y la modificación covalente. es inhibida por sus productos, acetil-CoA y NADH. está regulada por la fosforilación (catalizada por una cinasa) de tres residuos de serina en el componente piruvato deshidrogenasa del complejo multienzimático, lo que da como resultado una actividad disminuida y una desfosforilación (catalizada por una fosfatasa), que provoca un aumento de la actividad. La cinasa se activa por aumentos en las proporciones [ATP]/[ADP], [acetil-CoA]/[CoA] y [NADH]/[NAD+]. Así la piruvato deshidrogenasa, y por tanto la glucólisis, se inhiben cuando hay ATP y también cuando se oxidan los ácidos grasos. es inhibida por sus productos, acetil-CoA y NADH Y FADH Y tres residuos de serina en el componente piruvato deshidrogenasa del complejo multienzimático.

ASPECTOS CLÍNICOS. Los iones mercúrico y arsenito reaccionan con los grupos —SH del ácido lipoico e inhiben la piruvato deshidrogenasa al igual que la deficiencia de tiamina en la dieta lo que permite la acumulación de piruvato. Los pacientes con deficiencia de piruvato deshidrogenasa por herencia. La deficiencia heredada de aldolasa A y deficiencia de piruvato cinasa en los eritrocitos causa. La capacidad de ejercicio de los pacientes con deficiencia de fosfofructocinasa.