GLUCOSA: EXCELENTE COMBUSTIBLE Y PRECURSOR VERSÁTIL
GLICÓLISIS (GLYCOS = AZÚCAR + LÍSIS = RUPTURA)
FASE PREPARATORIA O FASE DE GASTO DE ENERGÍA (ATP) Inversión de ATP aumenta el contenido de energía libre de los intermediarios Cadenas de C de hexosas metabolizadas se convierten a un intermediario común: Gliceraldehído 3-fosfato
FASE DE BENEFICIO ENERGÉTICO O “PAYOFF PHASE” Formación de Piruvato Fosforilación de ADP a ATP por compuestos con un alto potencial de transferencia de grupo fosfato Transferencia de [H+] a NAD+ para formar NADH
DESTINOS DEL POTENCIAL ENERGÉTICO DEL PIRUVATO
FORMACIÓN DE ATP Y NADH ACOPLADAS A GLICÓLISIS
RESUMEN DE GLICÓLISIS
FORMACIÓN DE PIRUVATO (EXERGÓNICA)
FORMACIÓN DE ATP (ENDERGÓNICA)
CAMBIO TOTAL EN ENERGÍA LIBRE
IMPORTANCIA DE INTERMEDIARIOS FOSFORILADOS TODOS LOS INTERMEDIARIOS ENTRE GLUCOSA Y PIRUVATO ESTÁN FOSFORILADOS
1.
La membrana plasmática carece de transportadores de azúcar lo que conlleva a la retención de los intermediarios en el interior de la célula sin un gasto energético a pesar de la gran diferencia de la concentración intra- y extracelular.
2.
Los grupos fosfatos son componentes esenciales de la conversión enzimática de la energía metabólica. Compuestos fosfatados de alta energía (1,3 BPG y PEP) donan grupos fosfatos a ADP para formar ATP.
3.
Energía de enlace que resulta del enlace de grupos fosfatos al sitio activo de enzimas disminuye la energía de activación y aumenta la especificidad de reacciones enzimáticas. Grupos fosfatos de ADP, ATP y de intermediarios de glicólisis forman complejos con Mg2+ que es necesario para la función de la mayoría de las enzimas glicolíticas.
1. FOSFORILACIÓN DE GLUCOSA POR HEXOKINASA REVERSIBLE EN CONDICIONES INTRACELULARES HEXOKINASA SUFRE DE CAMBIO EN CONFOMRACIÓN CUANDO SE ENLAZA GLUCOSA (INDUCED FIT) PUEDE FOSFORILAR OTRAS HEXOSAS, D-FRUCTOSA Y D-MANOSA, EN ALGUNOS TEJIDOS
2. ISOMERIZACIÓN REVERSIBLE DE GLUCOSA-6-FOSFATO A FRUCTOSA 6-FOSFATO ISOMERIZACIÓN DE UNA ALDOSA A UNA CETOSA POR FOSFOHEXOSA ISOMERASA MECANISMO DE REACCIÓN ENVUELVE FORMACIÓN DE UN INTERMEDIARIO cis-ENEIDOL
3. FOSFORILACIÓN DE FRUCTOSA-6-FOSFATO A FRUCTOSA 1,6-BIFOSFATO FOSFORILACIÓN POR FOSFOFRUCTOKINASA-1 (PFK-1) ES EL PRIMER PASO COMPROMETDO DE GLICÓLISIS COMPLEJA REGULACIÓN ALOSTÉRICA: ACTIVACIÓN POR POCO ATP Y MUCHO ADP Y/O AMP, FRUCTOSA 2,6-BIFOSFATO, RIBULOSA 5-FOSFATO INHIBICIÓN POR MUCHO ATP U OTRAS FUENTES DE ENERGÍA
4. RUPTURA DE FRUCTOSA 1,6-BIFOSFATO POR ALDOLASA CONDENSACIÓN ALDOLICA REVERSIBLE CAMBIO ENERGÉTICO ES MENOR EN CÉLULAS POR LA BAJA CONCENTRACIÓN DE REACTANTES HACIENDO QUE LA REACCIÓN SEA REVERSIBLE
4. RUPTURA DE FRUCTOSA 1,6-BIFOSFATO POR ALDOLASA ALDOLASA TIPO I EN BACTERIAS Y HONGOS LAS ALDOLASAS TIPO II NO FORMAN INTERMEDIARIO DE BASE SCHIFF
5. INTERCONVERSIÓN DE TRIOSA FOSFATADA POR ISOMERASA TRIOSA FOSFATO ISOMERASA MECANISMO DE ISOMERIZACIÓN DE UNA ALDOSA A UNA CETOSA SIMILAR AL DE FOSFOHEXOSA ISOMERASA (PASO 2) SOLO EL GLICERALDEHÍDO 3-FOSFATO PUEDE SER DIRECTAMENTE DEGRADADO EN LOS PASOS SUBSIGUIENTES DE GLICÓLISIS
DESTINO DE LOS CARBONOS DE GLUCOSA EN LA FORMACIÓN DE GLICERALDEHÍDO 3-FOSFATO
FASE DE BENEFICIO ENERGÉTICO O “PAYOFF PHASE” Formación de Piruvato Fosforilación de ADP a ATP por compuestos con un alto potencial de transferencia de grupo fosfato Transferencia de [H+] a NAD+ para formar NADH
6. OXIDACIÓN DE GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO A 1,3-BIFOSFOGLICERATO GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO DEHIDROGENASA REACCIÓN DE CONSERVACIÓN DE ENERGÍA QUE EVENTUALMENTE LLEVA A LA FORMACIÓN DE ATP
6. OXIDACIÓN DE GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO A 1,3-BIFOSFOGLICERATO GLICERALDEHIDO 3-FOSFATO DEHIDROGENASA SUSTRATO SE ENLAZA COVALENTEMENTE A LA ENZIMA DURANTE LA REACCIÓN METALES PESADOS COMO Hg2+ INHIBEN IRREVERSIBLEMENTE LA ENZIMA
7. TRANSFERENCIA DE GRUPO FOSFATO DE 1,3 BPG A ADP FOSFOGLICERATO KINASA ENZIMA LLAMADA POR LA REACCIÓN INVERSA EN GLUCONEOGÉNESIS
6. + 7. ACOPLAMIENTO ENERGÉTICO FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO
8. CONVERSIÓN DE 3-FOSFOGLICERATO A 2-FOSFOGLICERATO FOSFOGLICERATO MUTASA
9. DESHIDRATACIÓN DE 2-FOSFOGLICERATO A FOSFOENOLPIRUVATO (PEP) ENOLASA MECANISMO INVOLUCRA ESTABILIZACIÓN DE INTERMEDIARIO POR Mg2+ Conversión de compuesto con bajo potencial de transferencia de grupo fosfato a uno de alto potencial de transferencia
10. TRANSFERENCIA DE GRUPO FOSFATO DE FOSFOENOLPIRUVATO A ADP PIRUVATO KINASA REQUIERE K+ y Mg2+ o Mn2+ Fosforilación a nivel de sustrato
10. TAUTOMERIZACIÓN NO-ENZIMÁTICA DE PIRUVATO A FORMA CETO
GANANCIA NETA DE ENERGÍA EN GLICÓLISIS REACTANTES PRODUCTOS
EL CAMINO DEL CARBONO: GLUCOSA 2 PIRUVATO EL CAMINO DE LOS GRUPOS FOSFATO: 2 ADP + 2 Pi 2 ATP EL CAMINO DE LOS ELECTRONES: 4 e-( 2[H+] + 2 NAD+) 2 NADH
EFECTO WARBURG: TASA MAS ALTA DE GLICÓLISIS EN TUMORES QUE EN TEJIDOS NORMALES AUN EN LA PRESENCIA DE OXÍGENO
INHIBIDORES DE GLICÓLISIS COMO POSIBLE TRATAMIENTO ANTI-CANCER
ANÁLOGO DE GLUCOSA CON UN ISÓTOPO DE FLUORO COMO HERRAMIENTA DIAGNOSTICA DE TUMORES UTILIZANDO TOMOGRAFÍA POR EMISIÓN DE POSITRONES (PET)
DEFICIENCIAS EN EL ABSORCIÓN DE GLUCOSA EN DIABETES TIPO I
ENTRADA DE GLICÓGENO, ALMIDÓN, DISACÁRIDOS Y HEXOSAS A LA FASE PREPARATIVA DE GLICÓLISIS
CATÁLISIS DEL GLUCÓGENO INTRACELULAR POR GLUCÓGENO FOSFORILASA FOSFORÓLISIS CONSERVA ALGUNA DE LA ENERGÍA DEL ENLACE GLICOSÍDICO EN EL ÉSTER FOSFATADO DE GLUCOSA 1-FOSFATO
FOSFOGLUCOMUTASA
HIDRÓLISIS DE DISACÁRIDOS A MONOSACÁRIDOS PARA ENTRAR A LA CÉLULA HIDRÓLISIS CATALIZADA POR ENZIMAS ENLAZADAS A LA SUPERFICIE EXTERIOR DE DE LAS CÉLULAS EPITELIALES DEL INTESTINO
INTOLERANCIA A LACTOSA
ENTRADA DE FRUCTOSA A GLICÓLISIS
HEXOKINASA MUSCULOS Y RIÑÓN
FRUCTOKINASA HÍGADO TRIOSA FOSFATO ISOMERASA
TRIOSA KINASA
ENTRADA DE GALACTOSA A GLICÓLISIS
ACUMULADA EN GALACTOSEMIA (CONDICIÓN CAUSADA POR MUTACIÓN DE CUALUOERA DE LAS TRES ENZIMAS ) CATARATAS EN LA INFANCIA POR DEPOSICIÓN DE D-GALACTIOL EN EL LENTE