TEMA 18. Gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato. Gluconeogénesis, principales sustratos. Reacciones enzimáticas. Balance energético. Ciclo de Cori. Regulación recíproca de la glucolisis y la gluconeogénesis. Vía de las pentosas fosfato como ruta secundaria de oxidación de la glucosa. Modalidades de la vía de las pentosas fosfato .

BIOQUÍMICA-1º de Medicina Departamento de Biología Molecular M. Dolores Delgado

IMPORTANCIA Y FUNCIÓN GLUCONEOGÉNESIS: Síntesis de “novo” de glucosa (Síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos) Cerebro, eritrocitos, ...necesitan glucosa como principal fuente de energía Ayuno de más de un día o ejercicio muy intenso: las reservas de glucógeno se agotan El hígado sintetiza glucosa a partir de distintos sustratos (lactato, piruvato, aminoácidos glucogénicos, glicerol...) Tejidos: HÍGADO>>>corteza renal Localización: Citosol y mitocondria Destinos de la GLU sintetizada: sistema nervioso y músculo esquelético; formación de glucógeno, glucoproteínas, disacáridos, etc GLUCÓGENO

Glucosa-1-P Glucosa-6-P

HIGADO

Glucosa-6fosfatasa Glucosa

Gluconeogénesis TEMA 18

Glucosa en sangre

2

GLUCOLISIS Y GLUCONEOGÉNESIS 3er rodeo

2º rodeo

1er rodeo

“Lehninger Principios de Bioquímica", 3ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2001. 3

TEMA 18

GLUCONEOGÉNESIS 1er rodeo Pir

PEP COO-

FOSFOENOL PIRUVATO CO2

CH2 PEP-CK (CarboxiKinasa)

GDP GTP

OXALACETATO NADH +H+ NAD+

MALATO

PEP

C OP

Fructosa-1,6bisfosfatasa

COOC=O CH2

OA

2º rodeo: F1,6BP

F6P H2O

COO-

Pi

Malato-DH citosólica COOH C OH

MALATO NAD+ NADH +H+

OXALACETATO ADP+Pi CO2

CH2

COOC=O CH2

PIRUVATO TEMA 18

Malato-DH mitocondrial OA

3er rodeo: G6P

Glucosa H2O

Pi

COO-

COOC=O CH3

mitocondria

Glucosa-6-fosfatasa

COO-

ATP

PIRUVATO

MALATO

Piruvato carboxilasa (coenz=biotina) PIR

Biotina: coenzima transportador de CO2. Deriva de vit.B8

4

BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCONEOGÉNESIS

2 Pir + 4 ATP + 2 GTP + 4 NADH + 2 NAD+ + 4H2O Glucosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 4 NAD+ + 2 NADH

Glucosa + 6ADP + 6 Pi + 2 NAD+

2 Pir + 6 ATP + 2 NADH + 4H2O

5

TEMA 18

GLUCOSA Pi GLUCOSA-6-P

FRUCTOSA-6-P Pi FRUCTOSA-1,6-BP DHAP

GLICERALDEHIDO-3P (2) Pi (2) NAD+ (2) NADH (2) 1,3-BPG

(2) 3-PG

(2) ADP (2) ATP

(2) 2-PG

(2) PEP

(2) GDP (2) GTP

(2) OA

(2) NADH (2) NAD+

(2) MALATO (2) NAD+ (2) NADH (2) OA (2) ADP + (2) Pi (2) ATP TEMA 18

(2) PIRUVATO

6

Precursores gluconeogénicos

DHAP

“Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2006.

7

TEMA 18

CICLO DE CORI

MÚSCULO Glucógeno

HÍGADO Glucógeno

GLUCOSA

Glucolisis anaerobia

2 ATP

GLUCOSA Gluconeo génesis

6ATP

PIRUVATO

PIRUVATO

LACTATO

LACTATO

“Sprint” TEMA 18

Sangre

Descanso “deuda de oxígeno”

8

LOS ÁCIDOS GRASOS NO SON GLUCONEOGÉNICOS Acidos grasos (cadena par)

β-oxidación

NADH

GLUCOSA

FADH2

gluconeogénesis Oxalacetato

ATP

Citrato

Malato Ciclo del ácido cítrico

Isocitrato

Fumarato α−ceto-glutarato Succinato SuccinilCoA 9

TEMA 18

REGULACIÓN DE LA GLUCONEOGÉNESIS (I) PIRUVATO CARBOXILASA GLUCOSA

OXALACETATO

PIRUVATO CARBOXILASA PIRUVATO PIRUVATO DH ACETIL-CoA

ATP TEMA 18

10

REGULACIÓN DE LA GLUCONEOGÉNESIS (II)

FRUCTOSA-1,6-BIS-FOSFATASA H2O

ATP

ADP

Pi

FRUCTOSA-6-P

FRUCTOSA-1,6-BP

AMP

FRUCTOSA-1,6-BP

PFK-1

FRUCTOSA-6-P

Fructosa-2,6-BP Glucolisis

FRUCTOSA-6-P

FRUCTOSA-2,6-BP

PFK-2 (activa)

OH

GLUCOLISIS

PFK-2

Fructosa-2,6B-fosfatasa

GLUCAGÓN

FBPasa-2 (inactiva)

GLUCONEOGÉNESIS

FRUCTOSA-2,6-BP PFK-2 (inactiva) FRUCTOSA-2,6-BP GLUCOLISIS

O- P FBPasa-2 (activa)

GLUCONEOGÉNESIS

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TEMA 18

INSULINA, GLUCAGÓN Y ADRENALINA en el metabolismo glucídico

GLUCOSA GLUCAGÓN Movilización de combustibles en respuesta a baja [GLU] en sangre ADRENALINA Movilización de combustibles en respuesta a estrés o emergencia

INSULINA Anabolizante en respuesta a alta [GLU] en sangre

GLUCAGÓN FUENTE DIANA

Células pancreáticas α Hígado

ADRENALINA Médula adrenal Músculo> Hígado

INSULINA Células pancreáticas β Músculo, Hígado,adipoc .

EFECTOS: •Glucogeno lisis •Síntesis de glucógeno •Fructosa 2,6-BP •gluconeo génesis TEMA 18

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RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO

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TEMA 18

DESTINOS DE LA GLUCOSA Y DEL PIRUVATO GLUCÓGENO ALMACENAMIENTO

GLUCOSA OXIDACIÓN VIA PENTOSAS-P

OXIDACIÓN VIA GLUCOSISIS

RIBOSA-5-P NADPH (COND. ANAEROBICAS)

ETANOL+ CO2

PIRUVATO

COND. AEROBICAS

ACETIL-CoA

CO2 + H2O TEMA 18

COND. ANAEROBICAS

LACTATO

Modificado del “Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 14 2006.

Ruta de las pentosas fosfato Objetivos: Producción de NADPH: Biosíntesis de ácidos grasos, esteroides Producción de Ribosa-5-P: ácidos nucleicos, ATP, CoA, NAD+, FAD... Tejidos: adiposo, glándula mamaria, corteza adrenal, eritrocitos, hígado

Modalidades: 1. Se requiere tanto NADPH como ribosa-5-P 2. Se requiere mucho más NADPH 3. Se requiere más ribosa-5-P

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TEMA 18

RUTA PENTOSAS FOSFATO 2 FASES: 1. OXIDATIVA: IRREVERSIBLE 2. NO OXIDATIVA: REVERSIBLE 1. OXIDATIVA: GLUCOSA-6-fosfato

6-fosfogluconato

Ribulosa-5-P

RIBOSA-5-P

CO2

NAPDH

NAPDH

2. NO OXIDATIVA: Glucosa-6-P Ribosa-5-P

TEMA 18

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