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14.2.2 La glicólisis aerobia Cuando existen mitocondrias y acceso al oxígeno, en las mis- mas células donde ha tenido lugar la glicólisis anaerobia citoplasmática el proceso de degradación puede continuar desde el piruvato hasta su catabolismo total, de dióxido de carbono y agua. Si ello no es así, el piruvato y, sobre todo, el lactato producido pasan a la circulación sanguínea y son cap- tados por células, como las hepáticas, donde puede efectuar- se esa fase del catabolismo aerobio. En todo caso, el piruva- to, procedente o no del lactato, penetra en el interior de las mitocondrias, y se convierte allí en acetilCoA y, posterior- mente, en CO2 y agua, a través del ciclo del citrato (véase el Cap. 13). Para posibilitar esta transformación, en los mamíferos existe, ligado a la membrana interna mitocondrial, un com- plejo enzimático, el complejo piruvato deshidrogenasa, que cataliza la descarboxilación oxidativa del piruvato intramito- condrial: CH3 CO COOH + HSCoA + NAD + → → CH3 COSCoA + CO2 + NADH + H + Las características principales de los componentes de este complejo en los tejidos de los mamíferos se resumen en la Tabla 14-1, en la que se puede apreciar que participan tres enzimas y varias formas activas de vitaminas: vitamina B1, en forma de pirofosfato de tiamina; riboflavina, o vitamina B2, como FAD; nicotinamida, vitamina PP o B3, en la molé- cula de NADH; y ácido pantoténico, o vitamina B5, en la coenzima A. El complejo piruvato deshidrogenasa forma agregados moleculares de varias decenas de subunidades que, en los mamíferos, poseen pesos moleculares altos, entre 7 y 8.5 · 106 Da. Tal como se observa en el esquema de la Figura 14-4, los intermedios de las diversas transformaciones permane- cen unidos de forma covalente a cada una de las tres enzi- mas que componen el complejo, que actúan secuencial- Metabol ismo de los hidratos de carbono | 227 Tabla 14-1. Características del complejo piruvato deshidrogenasa Enzima Número de cadenas Estructura Coenzima/vitamina Piruvato deshidrogenasa (lipoamida) 30 Heterotetramérica α2 β2 Tiamina (B1) (o piruvato descarboxilasa) Dos subunidades Dihidrolipoamida acetiltransferasa 60 Monomérica Ácido lipoico Coenzima A (ác. pantoténico) Dihidrolipoamida deshidrogenasa 6 Homodimérica Riboflavina (B2) Nicotinamida Figura 14-4. El complejo piruvato deshidrogenasa. Las tres enzimas actúan secuencialmente, siendo sustrato de la segunda (tercera) enzima el producto de la primera (segunda), sin que cada intermedio deje de estar unido covalentemente al complejo, por lo que no se libera al medio hasta el final del proceso, en forma de acetilCoA. Detalles 1. Pivurato descarboxilasa 2. Dihidrolipoamida acetiltransferasa 3. Dihidrolipoamida deshidrogenasa TPP: Pirofosfato de tiamina TPP TP P CH3 CO COOH Piruvato S-CO CH3SH HSCoA AcetilCoA CH3 CO SCoA O SH SH FAD O FADH2 NAD+ NADH+H+ Ácido lipoíco (forma oxidada) S S CO2 CH3 HC OH 1 2 3 HN O NH NH 14 Capitulo 14 8/4/05 11:02 Página 227 BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR (...) CONTENIDO PARTE I: ESTRUCTURA Y METABOLISMO SECCIÓN III METABOLISMO ENERGÉTICO 14 METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO 14.2 LA GLICÓLISIS ANAEROBIA 14.2.2 La glicólisis aerobia
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