BioquimicaYBiologiaMolecularParaCienciasDeLaSalud-244

Vista previa del material en texto

quinasa (paso 1), otro ATP en la catalizada por la 6-fosfo-
fructoquinasa (el 4), mientras que se obtienen dos ATP en el
paso 9, catalizado por la 3-fosfoglicerato quinasa, y otros
dos ATP en el paso 12, catalizado por la piruvato quinasa.
Por ello, globalmente, podemos resumir la glicólisis anaero-
bia en la forma expresada en la Figura 14-2, según sea piru-
vato o lactato el producto final de la misma.
En caso de considerar el lactato como producto final de la
glicólisis anaerobia, su única posibilidad metabólica poste-
rior es reconvertirse en piruvato, mediante la lactato deshi-
drogenasa, por lo que podemos simplificar el rendimiento
energético de la glicólisis anaerobia desde un mol de gluco-
sa a dos de piruvato en forma de dos moles de ATP y dos de
NADH. Dependiendo de la lanzadera mitocondrial que opere
para el NADH citoplasmático (véase el Cap. 13), ello supon-
dría un total de cinco o siete ATP, respectivamente. 
Podemos repasar, de forma breve, la enzimología y la
bioenergética de la ruta, reservando su regulación a un apar-
tado posterior, donde se examinarán conjuntamente glicólisis
y la gluconeogénesis:
1. La reacción glucosa + ATP → glucosa-6-fosfato +
ADP, catalizada por la hexoquinasa, posee un ∆Go′ de
–17 kJ/mol, es decir, se trata de un proceso muy exer-
gónico, poco reversible. Por ello, cuando en la gluco-
neogénesis es necesario convertir glucosa-6-fosfato
en glucosa se ha de utilizar una reacción diferente,
catalizada por la enzima glucosa-6-fosfatasa (paso 2
de la Fig. 14-1), en la que la hidrólisis del fosfato hace
que sea también exergónica. 
La enzima hexoquinasa está repartida universal-
mente, con varias isoenzimas poco específicas, logran-
do la fosforilación, no sólo de la D-glucosa, sino tam-
bién, menos eficazmente, de otras hexosas como
D-fructosa o D-manosa. En el hígado de los mamíferos
existe otra isoenzima particular, la glucoquinasa o
hexoquinasa IV, muy específica para la D-glucosa,
capaz de catalizar la misma reacción, con una Km hacia
glucosa 1000 veces mayor que la de la hexoquinasa.
2. El paso 4 está catalizado por la principal enzima regu-
ladora de la glicólisis anaerobia, la 6-fosfofructoqui-
nasa: fructosa-6-fosfato + ATP → fructosa-1,6-bis-
fosfato + ADP. La situación bioenergética es semejante
a la del paso 1, bastante irreversible, por lo que la
transformación gluconeogénica desde fructosa-1,6-
bisfosfato a fructosa-6-fosfato se cataliza también
mediante otra fosfatasa hidrolítica, la fructosa-1,6-
bisfosfatasa (paso 5 en la Fig. 14-1).
3. La piruvato quinasa es la enzima, también de gran
interés regulador, que cataliza la reacción: fosfoenol-
piruvato + ADP → piruvato + ATP (paso 12). Aunque
parte de la gran energía de hidrólisis del fosfoenolpi-
ruvato se utiliza para conseguir una fosforilación a
nivel de sustrato, la transformación sigue siendo muy
exergónica, lo que provoca la práctica irreversibilidad
del proceso. Para que el piruvato pueda ser un sustra-
to gluconeogénico, convertible en fosfoenolpiruvato,
no se puede, pues, utilizar esta enzima piruvato qui-
nasa, sino que, como se verá en el apartado de la glu-
coneogénesis, han de colaborar dos nuevas enzimas
cuya actuación secuencial resuelve la situación.
4. Las características termodinámicas del resto de las eta-
pas enzimáticas facilitan la reversibilidad de las mis-
mas: la glucosa-6-fosfato isomerasa (paso 3) es especí-
fica para la glucosa-6-fosfato y convierte la forma
aldosa en cetosa (fructosa-6-fosfato). La enzima aldo-
lasa (paso 6) hace lo contrario de lo que químicamente
se define como una condensación aldólica, rompiendo
un enlace carbono-carbono, con la producción de dihi-
droxiacetona fosfato y gliceraldehído-3-fosfato. Una
triosa-fosfato isomerasa puede interconvertir ambas
triosas. 
Hay que destacar que en el hígado existe una isoen-
zima de aldolasa, la aldolasa 2, capaz de romper la
fructosa-1-fosfato, produciendo dihidroxiacetona fos-
fato y gliceraldehído. Este último, mediante una qui-
nasa, daría el gliceraldehído-3-fosfato, necesario para
continuar la glicólisis.
5. La fase final de la glicólisis comienza en el paso 8, con
la triosa-fosfato deshidrogenasa, cuyo sustrato es el gli-
ceraldehído-3-fosfato. La deshidrogenación de la aldosa
hasta su forma acídica es suficientemente exergónica
como para poderse lograr una nueva fosforilación de la
molécula, hasta el 1,3-bisfosfoglicerato. El arsenato, por
su similitud con el fosfato, puede interferir con esta enzi-
ma y ser un obstáculo para la glicólisis.
El 1,3-bisfosfoglicerato, en una reacción cataliza-
da por la 3-fosfoglicerato quinasa, se convierte en 
Metabol ismo de los hidratos de carbono | 225
Figura 14-2. Resumen global de la glicólisis anaerobia desde
glucosa a piruvato o lactato.
C6H12O6
(Glucosa)
2 ADP + 2Pi 2 ATP
2 CH3-CO-COO– + 2H+
(Piruvato)
2NAD+ 2NADH + H+
2ADP + 2Pi 2ATP
C6H12O6
(Glucosa)
2 CH3-CHOH-COO– + 2H+
(Lactato)
14 Capitulo 14 8/4/05 11:02 Página 225