METABOLISMO

• El metabolismo fundamentales: la para poder realizar organismo y la biológicas

tiene dos propósitos generación de energía funciones vitales para el síntesis de moléculas

• El metabolismo es el proceso general por el cual los sistemas vivos adquieren y utilizan la energía libre que necesitan para realizar las diversas funciones que ocurren dentro de ellos. Y lo consiguen acoplando las reacciones exoergónicas de la oxidación de los nutrientes a los procesos endoergónicos requeridos para mantener los sistemas vivos.

El metabolismo, por regla general, representa la suma de todos los cambios químicos que convierten los nutrientes, los materiales de partida utilizables por los organismos, en energía y productos celulares químicamente complejo, es decir, consiste literalmente en cientos de reacciones enzimáticas organizadas en rutas características.

• Obtener energía química a partir de la energía solar o degradando nutrientes del medioambiente.

RUTAS METABOLICAS

• Convertir nutrientes en moléculas propias de la célula. • Polimerizar macromoléculas polisacáridos).

moléculas (proteínas,

pequeñas en ácidos nucleicos y

• Sintetizar y degradar biomoléculas necesarias para funciones especificas de la célula.

FORMA DE OBTENCION DE CARBONO

• AUTOTROFOS utilizan la energía solar para poder fijar el CO2. atmosférico (fuente de carbonos). • HETEROTROFOS no pueden obtener el carbono del CO2 atmosférico. Lo obtienen a partir de moléculas orgánicas complejas.

DEGRADACION

BIOSINTESIS

GLUCÓLISIS

• La glucolisis es la ruta por medio de la cual los azucares de seis átomos de carbono (que son dulces) se desdoblan, dando lugar a un compuesto de tres átomos de carbono, el piruvato.

• Durante este proceso, parte de la energía potencial almacenada en la estructura de hexosa se libera y se utiliza para la síntesis de ATP a partir de ADP • Está presente en todas las formas de vida actuales. Es la primera parte del metabolismo energético y en las células eucariotas ocurre en el citoplasma.

Primera fase • Las cinco primeras reacciones constituyen una fase de inversión de energía, en la que se sintetizan azúcaresfosfato a costa de la conversión de ATP en ADP, y el sustrato de seis carbonos se desdobla en dos azúcaresfosfato de tres carbonos.

Reacción N°1:

Fosforilación

• Hexoquinasa

ATP :

Reacción N°2: Isomerización

• fosfoglucoisomerasa.

Reacción N°3:

Fosforilación

• Fosfofructoquinasa (PFK1).

Reacción N°4:

Fragmentación en dos triosa fosfatos

• Aldolasa.

Reacción N°5:

Isomerización

• Triosa fosfato isomerasa.

Segunda fase • Las cinco últimas reacciones corresponden a una fase de generación de energía, en esta fase, las triosasfosfato se convierten en compuestos ricos en energía, que transfieren fosfato al ADP, dando lugar a la síntesis de ATP.

Reacción N°6: Fosforilación Oxidativa

• Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa.

Reacción N°7:

Fosforilación a nivel de sustrato

• Fosfoglicerato quinasa.

Reacción N°8: Isomerización

• Fosfoglicerato mutasa.

Reacción N°9: Deshidratación

• Enolasa.

Reacción N°10: Fosforilación a nivel de sustrato

• Piruvato quinasa.

El rendimiento total de la glucólisis es de 2 ATP y 2 NADH. Glucosa + 2ADP + 2Pi + 2 NAD+  2 Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O

∆G°’= -73,3 KJ/mol Consume ATP

Hexoquinasa Fosfofructoquinasa

Produce ATP

Fosfoglicerato quinasa Piruvato quinasa

Produce NADH

Gliceraldehido 3 P deshidrogenasa

Regulación de la glucólisis • La glucólisis se regula enzimáticamente en los tres puntos irreversibles de esta ruta, esto es, en la primera reacción (G -- >G-6P), por medio de la Hexoquinasa; en la tercera reacción (F-6P --> F-1,6-BP) por medio de la PFK1 y en el último paso (PEP --> Piruvato) por la Piruvatoquinasa.

1. La hexoquinasa es un punto de regulación poco importante, ya que se inhibe cuando hay mucho G-6P en músculo. Es un punto poco importante ya que el G6P se utiliza para otras vías.

HQ: Inhibe G-6P

2. La PFK1 es la enzima principal de la regulación de la glucólisis, si está activa cataliza muchas reacciones y se obtiene más Fructosa 1,6 bifosfato, lo que permitirá a las enzimas siguientes transformar mucho piruvato. Si está inhibida, se obtienen bajas concentraciones de producto y por lo tanto se obtiene poco piruvato. Esta enzima es controlada por regulación alostérica mediante: Por un lado se activa gracias a niveles energéticos elevados de ADP y AMP, inhibiéndose en abundancia de ATP y citrato, y por otro se activa en presencia de un metabolito generado por la PFK2 que es la Fructosa-2,6-Bisfosfato (F-2,6-BP)

La lógica de la inhibición y activación son las siguientes: – ATP: inhibe esta enzima pues si hay una alta concentración de ATP entonces la célula no necesita generar más. – Citrato: si hay una alta concentración de citrato entonces, se está llevando a cabo el ciclo del ácido cítrico (o ciclo de Krebs) y este ciclo aporta mucha energía, entonces no se necesita realizar glucólisis para obtener más ATP, ni piruvato. – AMP, ADP: la baja concentración de estas moléculas implica que hay una carencia de ATP, por lo que es necesario realizar glucólisis, para generar piruvato y energía.

PFK1: Inhibe: ATP - Activa: ADP, AMP y F-2,6-BP.

3. La piruvatoquinasa en el hígado se inhibe en presencia de ATP y Acetil Coenzima-A (A-CoA), y se activa gracias de nuevo ante la F-2,6-BP.

PQ: Inhibe: ATP, A-CoA - Activa: F-2,6-BP