Teórico 8 Metabolismo de Glúcidos I (2017) 1 (pdf io)

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Teórico 8: Metabolismo de Glúcidos I 
(Glucólisis y Fermentación)
Prof.: Dra. Mariel Marder
Año 2017
Los Hidratos de carbono son las Biomoléculas más abundantes de la 
tierra. La Celulosa es la macromolécula más abundante en la naturaleza. La 
Celulosa se encuentra en las plantas. Los Hidratos de Carbono poseen una gran
variedad de funciones en el organismo: lo podemos encontrar con una función 
estructural como es el caso de la Celulosa, con una función de reserva de 
energía como lo es el Glucógeno y con una función de transmisión de 
información.
Todos los Glúcidos tienen esta estructura estequiométrica mínima: 
(CH2O)n. De ahí deriva su nombre de “Hidrato de Carbono”.
Estas moléculas son muy importantes en el ciclo de la vida, donde las 
plantas a través de la fotosíntesis y por utilización de CO2 y H2O, pueden 
sintetizar Glucosa. Nosotros utilizamos esta Glucosa como fuente de energía 
produciendo ATP.
Estructuralmente, los Hidratos de Carbono son Polihidroxialdehídos o 
Polihidroxicetonas. Los podemos clasificar en cuanto al número de 
unidades que compone a ese Hidrato de Carbono. Si es una sola unidad 
hablamos de un “Monosacárido”. Hablamos de “Oligosacáridos” cuando se
unen entre sí por Uniones Glicosídicas varios Monosacáridos (entre 2 hasta 20 
unidades de Monosacáridos entran dentro de la categoría de “Oligosacáridos”).
Dentro del grupo de Oligosacáridos, los Disacáridos son los más importantes. 
Ejemplos de Disacáridos: Sacarosa, Maltosa, Lactosa. Cuando hablamos de 
cientos o miles de unidades de Monosacáridos unidos por uniones Glicosídicas, 
hablamos de “Polisacáridos”. 
Los Monosacáridos pueden tener en su estructura, entre 3 a 7 átomo de 
carbono. Los vamos a llamar son el sufijo “-osa”. Si hablamos de una Triosa, es 
un Monosacárido con 3 átomos de carbono. El Monosacárido más chiquito es la 
Triosa.
También se los denomina en cuanto a su funcionalidad: si es un 
Polihidroxialdehído hablamos de “ALDOSA” y si es una Polihidroxicetona 
hablamos de “CETOSA”. 
La Triosa es el Hidrato de Carbono más chico. La Aldosa más chiquita es el 
Gliceraldehído (es una Aldotriosa). La Cetosa más chiquita es la 
Dihidroxiacetona (es una Cetotriosa). 
Si nos fijamos bien en la estructura del Gliceraldehído, notaremos que el 
Gliceraldehído (y no así la Dihidroxiacetona) posee un átomo de carbono quiral.
De manera tal que vamos a tener al:
•R-Gliceraldehído, que se denomina D-Gliceraldehído porque antiguamente se 
lo denominó con esa nomenclatura de “D” al “R”. En la estructura de Fischer, 
donde dibujamos a los carbonos uno abajo del otro en un plano en el papel, la 
serie de “D” azúcares van a tener el último hidroxilo (HO-) alejado de la 
funcionalidad hacia la derecha. 
•Y al S-Gliceraldehído, que se lo denomina L-Gliceraldehído. En la estructura de
Fischer vamos a tener a ese hidroxilo (HO-) hacia la izquierda.
El D y L Gliceraldehído son ENANTIÓMEROS. Eso quiere decir que son 
imágenes especulares no superponibles uno del otro.
Si vamos sumando carbonos a este Gliceraldehído y pensamos solamente en la
serie D, o sea el que tiene el hidroxilo hacia la derecha, el ultimo hidroxilo 
alejado de la funcionalidad hacia la derecha, y le vamos sumando carbonos… 
Veremos que de las Triosas pasamos a las Tetrosas. A su vez vamos a tener 
dos isómeros porque el hidroxilo del carbono que agregamos puede estar hacia
la derecha o hacia la izquierda. El último hidroxilo, más alejado de la 
funcionalidad sigue hacia la derecha porque estamos en la serie D. Estos dos 
isómeros (D-Eritrosa y D-Treosa), los vamos a denominar 
DIASTEROISÓMEROS. Son isómeros que no son imágenes especulares uno 
de otro. 
Los diastereoisómeros son una clase de estereoisómeros tales que no 
son superponibles, pero tampoco son imagen especular uno del otro, 
es decir, no son enantiómeros
Si sumamos un carbono más, vamos a tener la serie de las Pentosas. 
Entre sí, esas estructuras son DIASTEROISÓMEROS. 
Si sumamos un carbono más tenemos a las Hexosas. 
Estas Aldosas marcadas en rojo son por lejos las más abundantes, y la 
Glucosa es la más importante desde el punto de vista del Metabolismo. La D-
Ribosa la podemos encontrar en el ADN y en el ARN. Después tenemos, 
además de la Ribosa y Glucosa, a la Manosa, Galactosa y Xilosa. Notar que la 
Manosa y la Galactosa, son prácticamente iguales a la Glucosa. La Manosa se 
diferencia de la Glucosa en el hidroxilo inmediatamente pegado al grupo 
funcional (posición 2). La Galactosa se diferencia de Glucosa nada más en el 
hidroxilo en posición 4. Entonces se dice que la Manosa es epímero de la 
Glucosa en posición 2. La Galactosa es epímero/a de la Glucosa en la posición 
4.
Después podemos tener a la serie de las D-Cetosas…
En la diapositiva se muestran las D-Cetosas con 3, 4, 5 y 6 átomos de carbono. 
Si le agregamos un átomo de carbono más a la Dihidroxiacetona, obtenemos a 
la D-Eritrulosa. Acá sí ya obtenemos un carbono quiral, y como el último 
hidroxilo alejado del grupo funcional está hacia la derecha, le ponemos el 
prefijo “D”. 
Las Cetosas más abundantes son las que se muestran en rojo: Fructosa, 
Ribulosa (formando parte de estructuras muy importantes dentro de las 
macromoléculas) y Xilulosa (en las frutas). 
En medio ácido, los Aldehídos y los Alcoholes, reaccionan para formar 
Hemiacetales. Y las Cetonas con los Alcoholes reaccionan para dar 
Hemicetales.
Estas reacciones en los Monosacáridos ocurren intramolecularmente, 
porque tenemos la funcionalidad aldehído o la función cetona en un extremo 
de la molécula, y un montón de hidroxilos con los cuales este Monosacárido 
puede ciclarse. Los ciclos más estables son los de 5 o 6 eslabones. 
Como ejemplo tenemos a la Glucosa. El Aldehído puede reaccionar con 
el hidroxilo en la posición 5 y formar un Hemiacetal cíclico. En este pasaje, el 
Carbono aldehídico pasa de configuración sp2 a configuración sp3. De manera 
tal que no voy a obtener una Glucosa ciclada en una única estructura, voy a 
tener dos posibilidades: si el hidroxilo se ubica por debajo del plano de ese 
ciclo (si lo pensamos como si fuera un plano), vamos a tener la α-D-
Glucopiranosa. Si el hidroxilo unido al carbono (otrora aldehídico) se ubica por 
arriba del plano, vamos a tener a la β-D-Glucopiranosa. Notar que es D porque 
el último hidroxilo alejado de la funcionalidad está hacia la derecha en la 
Estructura de Fisher. Y cuando dibujamos a los azúcares como ciclos, para 
diferenciarlos si son de la serie D o de la serie L, el último carbono de la cadena
va hacia arriba. Entonces con el último carbono hacia arriba (en el esquema es 
el carbono 6) estamos en la serie D. Si estuviera para abajo estamos en la serie
L. En la naturaleza existe principalmente la serie D. 
Entonces, en el esquema se muestra que se formó un ciclo de 6 átomos, 
donde uno de ellos es el oxígeno. Para nombrar a los azúcares cuando se ciclan
en ciclos de 6 átomos y uno de ellos es el oxígeno, hablamos de “Piranosas”
(porque se parece al Pirano). En el caso de la diapo donde la que forma el ciclo 
es la Glucosa, decimos que se trata de una “Glucopiranosa”. 
Así estamos diciendo que ese azúcar se cicló en 6 eslabones, semejantes
al Pirano. Esos nuevos isómeros que se formaron los vamos a llamar 
ANÓMEROS: tenemos el Anómero α con el hidroxilo hacia abajo, y el 
Anómero β con le hidroxilo hacia arriba. A ese hidroxilo (HO-) lo vamos a llamar
“HIDROXILO ANOMÉRICO” y al carbono lo llamaremos “CARBONO 
ANOMÉRICO”. Entre si los isómeros son ANOMEROS.
Todo esto en solución está en equilibrio. Esto se puede 
ciclar y abrir, si y sólo si, el hidroxilo anomérico no está esterificado o 
formando parte de una unión glicosídica. Los azúcares abiertos son los
que reaccionan, porque tienen que tener la funcionalidad Aldehído 
libre para poder reaccionar. Si no pueden estar abierto, el aldehído no 
reacciona porque está formando parte del Hemiacetal. 
Tenemos el ejemplo de la Fructosa para hablar de los ciclos de 5. El carbono 2 
es el que tiene la funcionalidadceto y puede reaccionar con el hidroxilo en 
posición 5 para formar un hemicetal cíclico. En este caso forma la α-D-
Fructofuranosa. Llamamos “Furanosa” a este anillo de 5 eslabones donde uno 
de sus átomos es un oxígeno, por su similitud con el Furano. 
Nuevamente todo esto está en equilibrio en solución, si y sólo si, el hidroxilo 
anomérico del ciclo no está formando parte de un éster o de una unión 
glicosídica. 
¿Por qué la Glucosa es central en el Metabolismo de los Hidratos de Carbono? 
Es central porque a partir de ella se generan muy buenas cantidades de 
energía por oxidación. Aunque cabe destacar que los Ácidos Grasos entregan 
mucha más energía que la Glucosa. Pero la Glucosa tiene la capacidad de 
polimerizarse y formar el Glucógeno, un polisacárido presente en mamíferos. 
En esos polímeros se guarda una gran cantidad de energía. 
A su vez, muchos organismos y muchos tejidos dependen de la 
oxidación únicamente de Glucosa para obtener energía. El cerebro usa 
principalmente Glucosa (ya veremos que también puede utilizar Cuerpos 
Cetónicos). Después tenemos a la Médula Renal, los Eritrocitos, Esperma. 
La Glucosa puede ser precursor bioquímico de una cantidad muy grande 
de Aminoácidos, de Nucleótidos, de Cofactores, etc. Es decir que la Glucosa 
tiene un interés ya sea de reserva de energía (catabolismo), y en el anabolismo
como precursor de otros compuestos químicos.
Entonces si tenemos centralmente a la Glucosa:
•Se puede utilizar para almacenar energía: Glucógeno en mamíferos, y 
Almidón y Sacarosa en las plantas.
•Se puede utilizar desde el punto de vista Anabólico para obtención de 
diversos polisacáridos dependiendo del tejido y de la función que tenga esa 
célula. 
•Se puede utilizar para obtener energía. Acá entramos en los que llamamos 
Glucólisis. En donde la Glucosa se degrada hasta obtener Piruvato. 
•A su vez, La Glucosa es muy importante porque si la Glucosa entrara a otra 
ruta que es la “ruta de las Pentosas fosfato”, a partir de la Glucosa se pueden 
obtener Pentosas, y las Pentosas son necesarias para sintetizar ARN, ADN, 
Cofactores, etc. 
¿Qué es la GLUCÓLISIS? La Glucólisis es una ruta metabólica en la 
cual la Glucosa se degrada hasta Piruvato en 10 pasos enzimáticos. Estas 
enzimas se encuentran en el citosol de las células. La Glucólisis es la ruta en la 
cual se produce el mayor flujo de carbonos en la mayoría de las células. Y por 
lejos es la más conocida y la más estudiada. Se sabe exactamente cómo 
funcionan cada una de las enzimas, su estructura, etc. 
En el libro Lehninger veremos a la Glucólisis dividida en dos etapas. En 
una primera etapa, de la Glucosa se van a obtener Triosas fosfato: 
Gliceraldehído 3-Fosfato y Dihidroxiacetona Fosfato. En esta primera fase que 
denominaremos “FASE PREPARATORIA”, la célula tiene que invertir 
energía. Luego, en una segunda fase, que es una “FASE DE 
BENEFICIOS”, estas triosas fosfato se van a ir reaccionando hasta obtener 
Piruvato. 
El hecho de que en los libros dividan a la Glucólisis en dos fases es
simplemente a los fines pedagógicos. La Glucólisis en realidad no está divida, 
es única. No interesa si nosotros la dividimos en dos o en tres como hace el 
libro Stryer (diapo de al lado).
El Stryer divide a la Glucólisis en tres fases: una “Fase 
Preparatoria”, “Fase Intermedia” donde hay una interconversión de las Triosas 
Fosfato, y luego la “Fase de Beneficios”. 
No interesa cómo la aprendamos, si en dos pasos o tres, lo 
importante es que sepamos todo el proceso de Glucólisis. Hay que saberla 
toda. La estructura de los intermediarios, las Enzimas que participan, los 
Cofactores. Es la ruta más importante en Química Biológica. 
Por cada molécula de glucosa que pasa a través de la fase preparatoria (a), se 
forman dos moléculas de gliceraldehído 3-fosfato; ambos pasan por la fase de 
pago (beneficios) (b).
 El piruvato es el producto final de la segunda fase de la glucólisis.
 Por cada molécula de glucosa, se consumen dos ATP en la fase preparatoria y 
se producen cuatro ATP en la fase de pago, lo que da un rendimiento neto de 
dos ATP por molécula de glucosa convertida en piruvato
Ahora analicemos cuáles son las Intermediarios que tiene la 
Glucólisis…
En la Glucólisis veremos que los Monosacáridos que forman parte de esta ruta 
se encuentran todos esterificados. Vamos a tener ésteres fosfatos de cada uno 
de los intermediarios. En condiciones fisiológicas, los ésteres fosfato son 
ácidos. Recordar que, si tenemos esterificado el hidroxilo anomérico, ese 
azúcar no puede estar en equilibrio con su forma abierta. 
Estos ésteres fosfato tienen mucha importancia fisiológica. ¿Por qué? Porque 
ningún azúcar fosforilado puede abandonar la célula. Existen transportadores 
para Monosacáridos libres. Una vez que los Monosacáridos entran en la célula, 
lo que hace la célula es fosforilarlo para que no puedan salir. 
Los ésteres fosfato son importantes en la conservación de la energía. Si 
pensamos en el ATP, el ATP guarda energía en las uniones fosfato. Lo mismo 
hacen los ésteres fosfóricos de los azúcares, también guardan energía en estas
uniones fosfato. 
Los fosfatos además disminuyen la Energía de Activación porque se 
ubican dentro de determinadas posiciones del sitio activo que hacen que las 
reacciones enzimáticas procedan con una menor energía de activación.
Los ésteres fosfato complejan el Mg2+, que es un Cofactor muy 
importante de casi todas las enzimas glucolíticas. Entonces, lo que hacen es 
enmascarar las cargas negativas de los ésteres fosfóricos.
No pueden abandonar la célula: La membrana plasmática carece de 
transportadores para azúcares fosforilados.
 La fijación de grupos P a sitios activos de enzimas disminuye la energía de 
activación y aumenta la especificidad de las reacciones. 
Los ésteres fosfato son componentes esenciales en la conservación de la 
energía metabólica: ATP. 
Los grupos P del ADP, ATP y de intermediarios glucolíticos forman complejos 
con Mg2+ que son sitios de unión a sustrato de muchas enzimas.
Dijimos que a la Glucólisis la podíamos dividir en dos fases. La primera 
es la “FASE PREPARATORIA”. 
En la Fase Preparatoria la Glucosa pasa a formar Triosas 
Fosfato. Es decir que, en el medio, se rompe la Glucosa en dos. 
Para que ocurra esta etapa, la célula tiene que invertir energía. 
Entonces, ahora veremos paso por paso, cómo hace la célula para pasar 
de la Glucosa a las Triosas Fosfato: Gliceraldehído 3-Fofato y Dihidroxiacetona 
Fosfato. 
Razón fundamental
 -Atrapa la glucosa dentro de la célula
 -Reduce la concentración de glucosa intracelular (no fosforilada) para permitir 
una mayor absorción
 –Este proceso usa la energía del ATP.
 -Existen múltiples isoformas de hexoquinasa en organismos (por ejemplo, 
hexoquinasa I, II, III y IV (glucoquinasa)).
 -El oxígeno nucleofílico en C6 de glucosa ataca el último (γ) fosfato de ATP.
 -El Mg++ unido a ATP facilita este proceso al proteger las cargas negativas en 
ATP. 
-Muy termodinámicamente favorable / irreversible: regulado principalmente 
por inhibición de sustrato (músculo)
La primera reacción de la Glucólisis es la fosforilación de la Glucosa. La 
célula lo primero que hace apenas entra la Glucosa es fosforilarla para 
retenerla y que esa Glucosa no salga de la célula.
Esta reacción es catalizada por una enzima llamada HEXOQUINASA. 
La enzima Hexoquinasa tiene como Cofactor el Mg2+. El Mg2+ se compleja con
el ATP (uno de los sustratos de la enzima) para fosforilar a la Glucosa en la 
posición 6, obteniéndose así Glucosa 6-Fosfato (producto de la reacción).
Entonces tenemos como enzima a la Hexoquinasa, como sustratos a la 
Glucosa y el ATP, como Cofactor al Mg2+ y como producto a la Glucosa 6-
Fosfato.
Notar que acá la célula está invirtiendo energía. La Glucólisis en realidad
debería darnos energía, pero para ello, al principio la célula debe invertir 
energía. Aquí estamos utilizando un ATP para fosforilar a la Glucosa. Pero esto 
la beneficia a la célula porque si no la fosforilala Glucosa se le va. Esta 
reacción en condiciones fisiológicas, a nivel de las células, es 
irreversible. 
Hexoquinasas hay en TODAS LAS CÉLULAS. Todas las células 
poseen Hexoquinasa, y existen Hexoquinasas que son inespecíficas, 
que van a fosforilar todos los Monosacáridos que entren al interior de la célula; 
pero a su vez, y dependiendo del tejido, va a haber Hexoquinasas que son
específicas como por ejemplo la Glucoquinasa del hígado. La Glucoquinasa 
del Hígado va a fosforilar específicamente a la Glucosa. La Fructoquinasa del 
hígado va a fosforilar específicamente a la Fructosa. Lo mismo con la 
Galactoquinasa del hígado que fosforila solamente Galactosa. 
La Hexoquinasa tiene una estructura como si fuera un Pacman. Entra la 
Glucosa, la muerde junto con el ATP, se fosforila la Glucosa, después se abre y 
sale la Glucosa 6-Fosfato y el ADP. 
En el esquema de la derecha, en rojo se muestra la Hexoquinasa cuando
está “mordiendo” y el azul cuando está relajada sin Glucosa. 
Razón fundamental
 -facilita los siguientes pasos (requiere menos energía):
 -C1 de fructosa es más fácil de fosforilar por PFK
 -permite la escisión simétrica por aldolasa 
-Una aldosa (glucosa) puede isomerizarse en una cetosa (fructosa) a través de 
un intermediario de enediol.
 -La isomerización es catalizada por el glutamato del sitio activo mediante 
catálisis general de ácido / base. 
-Ligeramente termodinámicamente desfavorable / reversible
¿Qué sucede en una segunda reacción con la Glucosa 6-Fosfato formada 
en el paso anterior? La Glucosa 6-Fosfato por acción de una Isomerasa 
llamada FOSFOHEXOSA ISOMERASA, que tiene también como cofactor 
el Mg2+, se transforma en Fructosa 6-Fosfato. La funcionalidad aldehído 
pasa a ser cetona. Pasamos del Carbono 1 al Carbono 2. 
Se trata de una Isomerización y esta reacción en condiciones 
fisiológicas es una reacción reversible. 
Para pasar de la funcionalidad aldehído a la funcionalidad ceto, el intermediario
que tiene que haber en el medio es un “ENDIOL”. Donde la doble ligadura del 
carbonilo pasa al doble enlace carbono-carbono. Pero para que ocurra esto, el 
azúcar no puede estar en un ciclo, tiene que estar abierto. Entonces lo que 
hace la Isomerasa es lo siguiente…
La Glucosa 6-Fosfato ciclada lo primero que hace es abrirse. La Glucosa 
6-Fosfato lineal entra dentro del sitio activo de la enzima (Fosfohexosa 
Isomerasa) donde hay Aminoácidos que intervienen en la reacción. En el sitio 
activo de la enzima lo que se produce es un Endiol Intermediario (doble 
ligadura carbono-carbono y uno de ellos está unido a un grupo hidroxilo). 
Luego, esa doble ligadura carbono-carbono del Intermediario Endiol pasa al 
carbono 2, formándose así la Fructosa 6-Fosfato lineal. Una vez que se formó la
Fructosa 6-Fosfato lineal, ésta se cicla y sale del sitio activo de la enzima. 
Razón fundamental -Mayor activación de glucosa 
-Permite 1 fosfato / azúcar de 3 carbonos después del paso 4
 -Primer paso comprometido de la glucólisis: la fructosa 1,6-bisfosfato se 
compromete a convertirse en piruvato y producir energía
 -Este proceso usa la energía del ATP. 
-Altamente termodinámicamente favorable / irreversible 
-La fosfofructoquinasa-1 está altamente regulada: por ATP, fructosa-2,6- 
bisfosfato y otros metabolitos para que no se gaste glucosa si hay suficiente 
ATP
Entonces, hasta ahora pasamos de la Glucosa a formar la Glucosa 6-Fosfato. Y 
luego de esa Glucosa 6-Fosfato pasamos a formar Fructosa 6-Fosfato. Ahora 
veremos cómo pasamos de la Fructosa 6-Fosfato a Fructosa 1,6-Bisfosfato…
En este paso vamos a realizar una fosforilación. Tenemos que fosforilar 
nuevamente al Monosacárido. Aquí gastamos nuevamente ATP (como el primer
paso). La enzima que interviene en este proceso se llama 
FOSFOFRUCTOQUINASA-1 (PFK-1). Es muy importante desde el punto 
de vista regulatorio de la Glucólisis. Esta reacción está estrictamente regulada 
y cuando hablamos de regulación hablamos de enzimas. Una vez que se forma 
la Fructosa 1,6-Bisfosfato, lo más probable es que ese azúcar siga la ruta de la 
Glucólisis. Reacción irreversible en condiciones fisiológicas. 
La Fosfofructoquinasa-1 (PFK-1) tiene como Cofactor al Mg2+ y utiliza 
como sustrato a la Fructosa 6-Fosfato y al ATP. Como producto se 
obtiene la Fructosa 1,6-Bisfosfato. 
Esta reacción es irreversible en condiciones fisiológicas. Ya vamos 2 
pasos irreversibles: el primer paso y el tercero. Ambas son Fosforilaciones. Y 
recordar que el paso 2 es reversible. 
La Fosfofructoquinasa-1 es una Enzima Alostérica cuyos 
efectores o Moduladores Positivos son: el ADP, AMP, Ribulosa 5-Fosfato y la 
Fructosa 2,6-Bisfosfato (ésta última en el hígado. Lo veremos la clase que 
viene cómo y por qué es un modulador positivo de esta enzima). Si tengo 
mucho ADP y AMP eso quiere decir que la célula necesita ATP. Quiere decir que
hay mucho de ADP y por lo tanto se activa la Fosfofructoquinasa-1 para que 
esta reacción ocurra. 
Como Moduladores Negativos tenemos al ATP y a los Ácidos Grasos (si 
hay ácidos grasos, no degrado glucosa). Si hay ATP en la célula, no es 
necesario usar esa Glucosa para degradarla, me la guardo para otra cosa. 
La Fosfofructoquinasa-1 actúa en un punto principal de regulación de la 
Glucólisis. 
Ahora veremos el próximo paso, el paso 4 que tiene como sustrato a la 
Fructosa 1,6-Bisfosfato…
Razón fundamental
 -El azúcar de seis carbonos se divide en dos azúcares de tres carbonos. 
-Los azúcares fosfato de alta energía son azúcares de tres carbonos. 
-El proceso inverso es la condensación aldólica familiar. 
-Múltiples mecanismos para dar como resultado el mismo producto (es 
decir, evolución convergente): 
Las aldolasas animales y vegetales emplean catálisis covalente. 
Las aldolasas fúngicas y bacterianas emplean catálisis de iones 
metálicos.
 -Termodinámicamente desfavorable / reversible: la concentración del 
producto (G3P) se mantiene baja para impulsar la reacción hacia adelante
Lo que va a ocurrir en este paso es la LISIS, la RUPTURA de la 
Fructosa 1,6-Bisfosfato. La ruptura se da entre los carbonos 3 y 4 del 
Monosacárido. Esta reacción la cataliza una enzima que se denomina 
ALDOLASA. Las Aldolasas catalizan reacciones de condensación aldólica o, 
en este caso, es la inversa de la condensación aldólica. Pero como esta 
reacción es reversible, la enzima también lo que puede hacer es unir a los 
productos para volver a formar la Fructosa 1,6-Bisfosfato. 
Aldolasas hay varios subtipos. La clase I de Aldolasas las vamos 
a encontrar en animales y plantas. Las Aldolasas de clase II las vamos a
encontrar en hongos y bacterias. El ejemplo que veremos a continuación de 
cómo es el mecanismo de ruptura de la Aldolasa, cómo actúa, es de la Aldolasa
de clase I. 
Por supuesto que, como necesitamos que el azúcar Fructosa 1,6-
Bisfosfato reaccione, necesitamos que el azúcar se abra. La Fructosa 1,6-
Bisfosfato entra el sitio activo de la enzima Aldolasa en forma abierta (no 
ciclada). Lo que hace la enzima primero es formar una Base de Schiff con una 
Lisina del sitio activo (no importa saber esto). La Base de Schiff queda unida a 
la enzima y se produce una catálisis que favorece la ruptura del enlace entre 
los carbonos 3 y 4. Entonces, quedan unidos a la enzima los carbonos 1, 2 y 3, 
y se van a liberar del sitio activo, van a quedar libres los carbonos 4, 5 y 6. 
Entonces, lo primero que sale del sitio activo de la enzima, lo primero 
que se libera es el Gliceraldehído 3-Fosfato, que se lleva los 
carbonos 4, 5 y 6 de la Glucosa. El carbono 4 vendría a ser el Carbono 
aldehídico del Gliceraldehído.
La Base de Schiff que quedó unida a la enzima, se va a reordenar, se va 
a isomerizar y se van a liberar los carbonos de la enzima Aldolasa, formando la 
Dihidroxiacetona Fosfato. Entonces, lo segundo que se libera es la 
Dihidroxiacetona Fosfato que se lleva a los Carbonos 1, 2 y 3 de la 
Glucosa. El carbono 2 era el que venía del Carbono 2 de la Fructosa. 
Razón fundamental: 
-Permiteque la glucólisis pase a la fase de pago /beneficios mediante una 
única vía química 
-La aldolasa crea dos triosas fosfato: 
dihidroxiacetona fosfato (DHAP) 
gliceraldehído-3-fosfato (G3P)
 -Solo G3P es el sustrato para la próxima enzima.
 -DHAP debe convertirse a GAP mediante triosa fosfato isomerasa.
 -Completa la fase preparatoria de la glucólisis.
 -Termodinámicamente desfavorable / reversible: La concentración de G3P se 
mantiene baja para impulsar la reacción
Lo que se sigue degradando en la Glucólisis es el Gliceraldehído 3-
Fosfato. Entonces, lo que ocurre es que hay una TRIOSA FOSFATO 
ISOMERASA que convierte a la Dihidroxiacetona Fosfato en Gliceraldehído 3-
Fosfato. Porque la célula tiene que aprovechar todos los Carbonos de la 
Glucosa para obtener energía, nada se desprecia en la célula. Entonces, hay 
una Triosa Fosfato Isomerasa que me permite convertir a la Dihidroxiacetona 
Fosfato en Gliceraldehído 3-Fosfato. 
Analicemos la estructura de la Dihidroxiacetona Fosfato: la función ceto 
en posición 2 va a tener que transformarse en una función Aldehído mediante 
un Endiol Intermediario (para pasar de ceto a aldehído siempre pasamos por 
un Endiol intermediario). La doble ligadura en el carbono 2 de la 
Dihidroxiacetona Fosfato va a ir hacia abajo (al Carbono 3) para formar el 
Aldehído, porque el hidroxilo del Carbono 1 está fosforilado. 
De esta manera, no puedo distinguir el Carbono 3 del 4 de la Glucosa, ni 
el 5 del 5, ni el 1 del 6. Así llegamos al final de la Fase Preparatoria. De una 
Glucosa, obtuvimos dos Gliceraldehído 3-Fosfato.
Repasemos lo que vimos en esta “Fase Preparatoria” …
En el primer paso actuó una Hexoquinasa, que utilizó una molécula de 
ATP para fosforilar a la Glucosa en posición 6 y formar Glucosa 6-Fosfato. Esta 
reacción es irreversible. 
De la Glucosa 6-Fosfato pasamos a obtener Fructosa 6-Fosfato por 
acción de la Fosfohexosa Isomerasa. Es una reacción reversible. 
Luego, de Fructosa 6-Fosfato pasamos a obtener Fructosa 1,6-Bisfosfato 
por la acción de una Fosfofructoquinasa-1 (PFK-1) que utiliza otra molécula de 
ATP. Esta es una reacción irreversible. Dijimos que éste era un punto clave en 
la regulación de la Glucólisis (se modula la PFK-1). 
Después, el éster fosfórico Fructosa 1,6-Bisfosfato por acción de la 
Aldolasa se lisa y obtenemos Gliceraldehído 3-Fosfato y Dihidroxiacetona 
Fosfato. Es una reacción reversible.
Por último, la Dihidroxiacetona Fosfato pasa a formar Gliceraldehído 3-
Fosfato por acción de una Triosa Fosfato Isomerasa. Es una reacción reversible.
Cabe destacar que siempre que hablamos de reacción irreversible o 
reversible hablamos en condiciones fisiológicas. ¿Qué sucedió en todas estas 5 
reacciones de la “Fase Preparatoria”? Aquí no obtuvimos energía, al contrario, 
tuvimos que gastar 2 ATP. Pero todo este ATP que gastamos, lo tenemos 
guardado en las Triosas Fosfato (2 moléculas de Gliceraldehído 3-Fosfato). Se 
invierte energía del ATP, aumenta la energía libre de los Intermediarios y las 
cadenas de carbono de todas las hexosas se convierten en Gliceraldehído 3-
Fosfato. 
Ahora bien, lo que continua en la “Fase de Beneficios” es el 
Gliceraldehído 3-Fosfato. Pero ahora, todos los cálculos que tenemos que 
hacer, los tenemos que hacer por dos, porque por mol de Glucosa obtenemos 
dos moles de Gliceraldehído 3-Fosfato. Hay que tener en mente eso para luego 
poder hacer el cálculo final del rendimiento de la Glucólisis. Entonces, ahora 
veremos paso por paso esta “Fase de Beneficios” …
Lo que primero ocurre en esta “Fase de Beneficios” es que el Gliceraldehído
3-Fosfato reacciona con Fosfato Inorgánico. Es decir que acá entra el 
fosfato en la Glucólisis, se necesita fosfato en la Glucólisis, pero no hay 
problema porque en la célula hay mucho Fosfato. Por acción de la enzima 
GLICERALDEHÍDO 3-FOSFATO DESHIDROGENASA, que posee NAD+ 
como Coenzima (pero también es sustrato de la reacción química), se produce 
1,3-Bisfosfatoglicerato y NADH que también es producto de la reacción. 
El 1,3-Bisfosfoglicerato tiene una alta energía de hidrólisis. O sea que cuando 
se hidroliza ese fosfato se libera energía. ¿Para qué sirven este tipo de 
compuestos (aquellos compuestos que cuando se hidrolizan liberan energía)? 
La hidrólisis del 1,3-Bisfosfoglicerato va a servir para formar ATP en la reacción 
que sigue. 
Razón fundamental:
 -Generación de un compuesto de fosfato de alta energía 
-Incorpora fosfato inorgánico
 -Que permite la producción neta de ATP a través de la glucólisis! 
-Primer paso energético en la glucólisis.
 -La oxidación de aldehído con NAD+ da NADH. 
-Cisteína de sitio activo: forma tioéster intermedio de alta energía, sujeto a 
inactivación por estrés oxidativo 
-Termodinámicamente desfavorable / reversible: acoplado a la próxima 
reacción para avanzar
Volvamos a esta reacción que estamos analizando: en esta reacción el 
Gliceraldehído 3-Fosfato reacciona con un Fosfato Inorgánico, con NAD+ que es 
Coenzima de la Gliceraldehído 3-Fosfato Deshidrogenasa y se forma 1,3-
Bifosfoglicerato. Esta reacción en las condiciones celulares es una reacción 
reversible. 
¿Cómo se produce esta reacción? ¿Cómo, a partir del Gliceraldehído 3-
Fosfato, se obtiene un compuesto de tan alta energía de hidrólisis? Esta 
“magia” lo hace la enzima Gliceraldehído 3-Fosfato Deshidrogenasa… 
La enzima Gliceraldehído 3-Fosfato Deshidrogenasa utiliza el NAD+. 
Todas las Coenzimas (como el NAD+) se biosintetizan en nuestro organismo a 
partir de vitaminas. Las vitaminas son compuestos orgánicos que uno ingiere y 
que son necesarios para biosintetizar Coenzimas. La deficiencia de Vitaminas, 
produce determinadas enfermedades. Para biosintetizar el NAD+ se 
necesita Vitamina B3 (Niacina). Tenemos dos formas del NAD: podemos 
tener el NAD+ o el NADP+. Si tenemos un hidrógeno en la posición del 
azúcar que se muestra en la diapo, será el NAD+. Si tenemos un fosfato, será el
NADP+. El NAD+ actúa generalmente en reacciones de producción de ATP. Y el 
NADP+ actúa generalmente en biosíntesis reductoras (lo veremos cuando 
estudiemos biosíntesis de ácidos grasos, por ejemplo). Lo que hay que tener en
cuenta es que la concentración del NAD+ en el citosol de la célula es muy baja 
(≤10-5M). Y es muy inferior a la concentración de Glucosa. O sea que la célula 
tiene que tener sí o sí, para que la Glucólisis pueda ocurrir, mecanismos 
celulares que regeneren ese NAD+ que gasté. Porque si no se corta la 
Glucólisis. Entonces la enzima Gliceraldehído 3-Fosfato utiliza al NAD+ como 
coenzima.
Entonces, en la diapo de al lado se esquematiza el sitio activo de la 
enzima. En el sitio activo de la Gliceraldehído 3-Fosfato Deshidrogenasa existe 
una Cisteína (es importante saber que existe esa Cisteína). El Gliceraldehído 3-
Fosfato ingresa dentro del sitio activo de la enzima y se forma un 
Tiohemiacetal. Los Hemiacetales y los Hemicetales se podían formar entre un 
aldehído o una cetona, con un grupo alcohólico. Si en vez de reaccionar con 
Hidroxilos, reacciona con sulfhidrilos, se forman Tiohemiacetales. Los 
Tiohemiacetales son más lábiles (es más fácil romper esa unión) que una unión
Hemiacetálica.
Una vez que en el sitio activo se forma ese Tiohemiacetal, reacciona con 
el NAD+ (quien toma un hidruro) y se forma NADH. El NAD+ se redujo, y el 
Tiohemiacetal se oxida a Tioéster. Todo esto está ocurriendo en el sitio activo 
de la enzima, ahí ocurre la oxidación.
Luego, ese NADH sale del sitio activo, entra un nuevo NAD+ para que el 
ciclo continúe y lo que se produce es una Fosforolisis. Cuando hablamos de 
Fosforolisis se trata de un ataque de un grupo Fosfato a un Carbonilo. De esta 
manera, se produce la liberación del 1,3-Bifosfoglicerato de la enzima. La 
enzima ya tiene nuevamente el NAD+ para poder volver a producir otro ciclo. 
Entonces, dentro del sitio activo de la Gliceraldehído 3-Fosfato 
Deshidrogenasa se produce una Oxidación y una Fosforolisis. El NAD+ es 
Coenzima, pero también es sustrato de la enzima. Y se necesitatambién 
Fosfato Inorgánico para que se produzca la Fosforolisis. 
Razón fundamental: 
-fosforilación a nivel de sustrato para producir ATP
 -El 1,3-bisfosfoglicerato es un compuesto de alta energía, puede donar el 
grupo fosfato a ADP para producir ATP 
-Las quinasas son enzimas que transfieren grupos fosfato entre ATP y varios 
sustratos.
 -Altamente termodinámicamente favorable / reversible: es reversible debido al
acoplamiento con la reacción de la G3P deshidrogenasa
Como ya dijimos anteriormente ¿Para qué se va a usar la hidrólisis del 
fosfato del 1,3-Bisfosfoglicerato? Se va a utilizar para obtener ATP. Esta 
reacción la cataliza la FOSFOGLICERATO KINASA. Siempre que hablamos 
de ATP y enzimas Glucolíticas y Kinasas, vamos a tener como Cofactor el Mg2+.
El 1,3-Bisfosfoglicerato reacciona con el ADP (que es sustrato de la
enzima), y se forma 3-Fosfoglicerato y ATP. Esta reacción también es una 
reacción reversible. 
Esta reacción de formación de ATP con sustratos y enzimas solubles, las 
vamos a llamar “FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO”, y es distinta a 
la obtención de ATP que vamos a ver en la Fosforilación Oxidativa que es por 
gradiente de protones. 
En este caso, por mol de Glucosa estamos obteniendo dos moles de ATP 
(Recordar que se obtienen dos Gliceraldehído 3-Fosfato por cada Glucosa, por 
eso en este paso se obtienen dos ATP). Entonces, en este paso ya recuperé los 
dos ATP que gasté en la “Fase de Preparación”. 
La reacción de la Gliceraldehído 3-Fosfato Deshidrogenasa y la reacción 
de la Fosfoglicerato Kinasa, es un típico ejemplo de “canalización de sustrato”. 
Las dos enzimas no se encuentran separadas en el citosol, están juntas. Y el 
1,3-Bisfosfoglicerato pasa del sitio activo de la primera enzima, 
inmediatamente al sitio activo de la segunda. 
Se conoce por canalización de sustratos al proceso de transferencia directa de 
un intermediario metabólico entre los sitios activos de dos enzimas que 
catalizan reacciones secuenciales en una ruta biosintética. En estos casos, el 
producto de la enzima formado en una reacción catalítica en un sitio activo es 
sustrato para otra reacción en otra enzima o sitio activo distal, sin ser liberado 
en disolución.
Si tuviéramos las dos enzimas separadas, el 1,3-Bisfosfoglicerato tendría
que salir al citosol de la célula para después encontrarse con la próxima 
enzima. Y eso no ocurre. Lo que ocurre es que sale de una enzima y entra 
inmediatamente a la otra. Es “como si” el 1,3-Bisfosfoglicerato fuera el 
intermediario en la reacción de directamente la obtención de 3-Fosfoglicerato. 
Es como si se pasara del Gliceraldehído 3-Fosfato al 3-Fosfoglicerato. Ambas 
reacciones, son reacciones reversibles en las condiciones celulares.
Notar que en estas reacciones interviene 2 Fosfatos Inorgánicos (2 Pi), 2 
NAD+, 2 ADP; y se forma 2 NADH y 2 ATP. Los NADH también son importantes 
desde el punto de vista energético porque luego vamos a poder obtener ATP 
de esos NADH. 
Si pensamos a estas dos reacciones como si fueran una única reacción 
podemos decir que es una reacción reversible. 
Razón fundamental: 
-ser capaz de formar compuestos de fosfato de alta energía
 -Las mutatas catalizan la migración (aparente) de grupos funcionales. 
-Una de las histidinas del sitio activo se modifica a fosfohistidina. 
-La fosfohistidina dona su fosfato al 3-fosfoglicerato en el oxígeno del carbono 
2 antes de recuperar otro fosfato del oxígeno del carbono 3.
 -El fosfato del sustrato termina unido a la enzima al final de la reacción.
 -Termodinámicamente desfavorable / reversible: la fosfoglicerato quinasa 
(enzima anterior) mantiene la concentración de reactivo alta para impulsar la 
reacción.
Ya tenemos 3-Fosfoglicerato. Ahora lo que ocurren son reacciones para que se 
llegue a obtener al final de la Glucólisis el Piruvato. 
La reacción 8 es una reacción reversible en condiciones fisiológicas 
donde pasamos del 3-Fosfoglicerato al 2-Fosfoglicerato gracias a la 
catálisis de la enzima FOSFOGLICERATO MUTASA. Esta enzima tiene 
como Cofactor al Mg2+. A simple viste uno puede ver que el resultado de esta 
reacción es que el fosfato pasa de la posición 3 a la posición 2. Pero lo que 
hace la enzima no es eso, sino que lo que hace es una “reacción pingpong”. 
Una reacción pingpong es “tomala vos, dámela a mí”. Lo que hace la enzima es
lo siguiente: en el sitio activo de la enzima tenemos Histidinas, inicialmente 
una de las Histidinas está fosforilada. Entonces, entra el 3-Fosfoglicerato al 
sitio activo de la enzima y lo que hace primero es ceder un fosfato. De esta 
manera, en el sitio activo de la enzima se forma 2,3-Bisfosfoglicerato. Luego, la
Histidina del sitio activo toma el fosfato de la posición 3. Se forma así, 2-
Fosfoglicerato y nuevamente la enzima queda fosforilada en su Histidina. 
Generalmente las Mutasas actúan de esa manera en “pingpong”. 
Repasando: hasta el momento tenemos 2 reacciones irreversibles: las 
catalizadas por la Hexoquinasa (reacción 1) y la Fosfofructoquinasa-1 (PFK-1) 
(reacción 3). 
Razón fundamental:
 -Generar un compuesto de fosfato de alta energía 
-El 2-fosfoglicerato no es un donante de fosfato lo suficientemente bueno como
para generar ATP: dos cargas negativas en 2-PG están bastante cerca, pero la 
pérdida de fosfato de 2-PG daría un alcohol secundario sin más estabilización
 -Ligeramente termodinámicamente desfavorable / reversible: la concentración
del producto se mantiene baja para avanzar
El paso que sigue es la hidrólisis (se libera agua) del 2-Fosfoglicerato
por acción de una ENOLASA para formar Fosfoenolpiruvato. 
El Fosfoenolpiruvato, de la misma manera que el 1,3-Bisfosfoglicerato, 
por hidrólisis del fosfato entrega mucha energía. Nuevamente, ¿para qué me 
va a servir eso? Para sintetizar ATP.
Razón fundamental:
 -Fosforilación a nivel de sustrato para producir ATP producción neta de 2 ATP / 
glucosa 
-La pérdida de fosfato de PEP produce un enol que se tautomeriza en cetona.
 Tautomerización 
disminuye efectivamente la concentración del producto de reacción conduce 
la reacción hacia la formación de ATP
 La piruvato quinasa requiere metales divalentes (Mg++ o Mn++) para su 
actividad.
 -Altamente termodinámicamente favorable / irreversible regulado por ATP, 
metales divalentes y otros metabolitos
La próxima reacción está catalizada por la PIRUVATO KINASA. Es una 
reacción irreversible. Es la última reacción, es la reacción número 10. 
Entonces en la Glucólisis tenemos 3 pasos irreversibles: el de la 
Hexoquinasa (reacción 1), el de la Fosfofructoquinasa-1 (reacción 3) y el 
de Piruvato Kinasa (reacción 10). Remarcamos estas irreversibilidades 
porque cuando en una ruta tenemos procesos que son irreversibles en 
condiciones fisiológicas, esos pasos son los que están sujetos a 
regulación. Yo puedo parar esa ruta, inhibiendo a esa enzima. O 
puedo activar esa ruta, activando a esa enzima. 
En este paso irreversible catalizado por la Piruvato Kinasa el 
Fosfoenolpiruvato va a reaccionar con el ADP. Como Cofactores de la 
Piruvato Kinasa tenemos al Mg2+ y K+. Lo que se forma primero no es 
directamente el Piruvato, sino que se forma Piruvato en forma Enólica. 
Como es muy inestable el Piruvato en su forma Enólica, inmediatamente se va 
a tautomerizar para formar Piruvato en su forma ceto. Este es el motor 
también que hace que la reacción proceda irreversiblemente. Y también 
obtenemos como producto el ATP. 
Cabe destacar que esta también es una Fosforilación a nivel de sustrato 
ya que tengo sustratos y enzima solubles, y formo ATP. 
Repasando: en la “Fase de Beneficios” tenemos dos Gliceraldehído 3-
Fosfato que por acción de la Gliceraldehído 3-Fosfato Deshidrogenasa pasa a 
formar dos 1,3-Bisfosfoglicerato y dos NADH. De esos dos 1,3-Bisfosfoglicerato 
pasamos a formar dos 3-Fosfoglicerato por la acción de la Fosfoglicerato 
Kinasa. Es una reacción reversible y se obtiene también dos ATP. Después 
pasamos de dos 3-Fosfoglicerato pasamos a dos 2-Fosfoglicerato por acción dela Fosfoglicerato Mutasa en una reacción pingpong. Después esos dos 2-
Fosfoenolpiruvato sufren una hidrólisis gracias a la acción de la Enolasa y se 
obtienen dos Fosfoenolpiruvato. Por último, esos dos Fosfoenolpiruvato por 
acción de la Piruvato Kinasa forman dos Piruvato y dos ATP. Así llegamos al 
final de la Glucólisis.
En la tabla de arriba, que está sacada del libro Lehninger, están escritas 
cada una de las reacciones de la Glucólisis con el tipo de reacción del que se 
trata, la enzima que cataliza ese paso y cuál es la reversibilidad o 
irreversibilidad de ese paso. 
El paso 1 tienen un ΔG muy negativo (-33,5 kJ.mol-1), lo mismo sucede 
con el paso 3 (-22,2 kJ.mol-1) y el paso 10 (-16,7 kJ.mol-1). El resto de los pasos 
tienen ΔG aproximadamente de 0. Es decir que el resto de los pasos son 
reversibles. 
Si sumamos todos los sustratos, o sea todo lo que entra, y todo lo que 
sale en cada una de estas reacciones, vamos a obtener esa reacción global que
figura en la diapo. A la profe le interesa que sepamos muy bien qué es lo que 
entra en cada una de las rutas que veremos, cuáles son las cosas necesarias, y
qué es lo que sale, cuáles son los productos de esas rutas. 
Entonces al sumar todas las reacciones que se llevan a cabo en la 
Glucólisis veremos que: entra Glucosa. Se necesitan 2 ATP en la “Fase 
Preparatoria”. Se necesitan 2 NAD+ para la Gliceraldehído 3-Fosfato 
Deshidrogenasa (se necesitan 2 porque tenemos 2 Gliceraldehído 3-Fosfato). 
Necesito 4 ADP. Y necesito 2 Fosfatos (Pi). Lo que voy a obtener son: 2 
Piruvato, 2 NADH, 2 H+, 4 ATP, 2 H2O, 2 ADP (estos dos ADP vienen de la “Fase 
Preparatoria”). Si simplificamos todo esto, obtenemos la Reacción Global de la 
Glucólisis Simplificada:
Glucosa + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi  2Piruvato + 2NADH + 2H+ + 2ATP +
2H2O
Pero ojo, porque esta reacción no demuestra la realidad. No demuestra 
que tuve que invertir energía en la “Fase Preparatoria”. Si bien esta reacción 
es la global de la Glucólisis, la anterior nos da mucha información y es muy 
importante. 
Entonces, en la Glucólisis veremos que hay varias Transformaciones. 
Hay una ruta que siguen los Carbonos. O sea, tengo a la Glucosa que se rompe 
en dos partes para formar Piruvato. En la diapo se muestra la reacción de la 
“Ruta de los Carbonos”. Esa reacción tiene un ΔG muy negativo. Es decir que 
es un proceso irreversible, con un gran descenso de energía libre. 
Hay una ruta que siguen los Fosfatos, donde estoy usando ATP primero 
pero después estoy sintetizando ATP en este proceso de Glucosa a Piruvato. 
Para este proceso necesito energía. El ΔG es positivo. 
Y hay otra ruta que siguen los electrones. Lo que siga haciendo ese 
NADH que se obtuvo en la Glucólisis va a depender en qué condiciones se 
encuentra la célula: aeróbicas o anaeróbicas. 
Si sumamos la ruta de los carbonos y la ruta de los fosfatos, nos va a dar
que toda la Glucólisis, el proceso total de la Glucólisis, es un proceso 
irreversible con un gran descenso de energía libre. Pero algunos de sus pasos 
en la ruta son reversibles.
Cuando comemos una tortita, unas facturitas, cuando comemos 
azúcares, ¿dónde se empieza a degradar el azúcar? Los azúcares se 
empiezan a degradar en la boca por acción de las α-Amilasas. 
Nosotros degradamos Hidratos de Carbono que están unidos por
uniones α .
Entonces, tenemos a las α-Amilasas salivales que van a romper uniones 
Alfa, que son las uniones que tiene el Almidón y el Glucógeno (no así la 
Celulosa). Nosotros no podemos degradar la Celulosa porque tiene uniones 
Beta. Entonces, empezamos a romper azúcares en la boca. Luego esta α-
Amilasa salival se va a inactivar en el pH ácido del estómago. El páncreas va a 
segregar enzimas que en el intestino van a terminar de degradar a todos los 
Hidratos de Carbono que nosotros hemos ingerido. Las uniones alfa. Lo único 
que pasa membranas biológicas, lo único que pasa dentro de las
células son los Monómeros. Los Monómeros son los que entran 
en la célula y son los que se degradan. Lo mismo pasa con las 
proteínas y con los Ácidos Grasos. Por las membranas intestinales sólo 
ingresan monosacáridos.
Una vez que ese Monosacárido entró a la célula, la célula lo va a 
fosforilar. Todo Hidrato de Carbono que uno ingiere, que haya pasado por esa 
membrana biológica la célula lo va a usar para degradar. Entonces, 
independientemente que se trate de Glucosa, de Manosa, de Galactosa, de 
Fructosa, todos esos Monosacáridos van a ser degradados a través de la 
Glucólisis. ¿Cómo van a entrar esos Monosacáridos que son distintos a la 
Glucosa en la Glucólisis? Tratando de formar dentro de la célula alguno de los 
Intermediarios de la Glucólisis. Una vez que se formó cualquiera de los 
intermediarios de la Glucólisis, Fructosa 1,6-Bisfosfato o Fructosa 6-Fosfato o 
Gliceraldehído 3-Fosfato, eso se va a degradar en la Glucólisis. Es decir que se 
puede entrar a la Glucólisis en cualquiera de los pasos de la Glucólisis. 
Todos los Monosacáridos van a ingresar al interior celular a través de 
transportadores. Hay varios tipos de transportadores. En general para los 
azúcares tenemos: el transporte de Glucosa a través del SGLT (simportadores 
sodio y glucosa). Y también tenemos a los GLUT. Existe diferentes tipos de 
GLUT, hasta el 14 y todavía se están descubriendo más. 
Estos transportadores de glucosa los encontramos en todas las células. 
Son transportadores de Glucosa o Monosacáridos en general. Algunos son más 
específicos que otros. Algunos se ubican en determinados tejidos y no en otros.
Por ejemplo, el GLUT1, 2 y 3, siempre se encuentran en la membrana 
plasmática. El GLUT4 que se encuentra en músculo esquelético, corazón y 
tejido adiposo, no está en la membrana plasmática, sino que necesitan una 
señalización hormonal para ubicarse en la membrana y que ese tejido pueda 
tomar Glucosa o el Monosacárido que sea.
En las células de mamíferos, el transporte de glucosa a través de las 
membranas celulares está mediado por mecanismos de acoplamiento de 
energía y los facilitadores de la familia de cotransportadores de azúcar 
impulsados por sodio (SGLT) y la familia de proteínas de los transportadores de
glucosa (GLUT), respectivamente. El transporte activo, impulsado por SGLT, es 
necesario para la absorción y reabsorción de glucosa por parte del cuerpo que 
absorbe las hexosas de los alimentos dentro del tracto GI y de la orina en el 
riñón, respectivamente. La homeostasis de la glucosa dentro del cuerpo es 
mantenida principalmente por los diversos miembros de la familia de proteínas
GLUT que comprende 14 isoformas (1, 2). 
La familia de proteínas de los transportadores de glucosa facilitadores 
comprende 14 isoformas que comparten características estructurales comunes,
como 12 dominios transmembrana, los extremos N y C frente al citoplasma de 
la célula y un lado de N-glicosilación dentro del primer o quinto circuito 
extracelular. Según su homología de secuencia, se pueden distinguir tres 
clases: la clase I incluye GLUT1-4 y GLUT14, la clase II los "transportadores 
impares" GLUT5, 7, 9, 11 y la clase III los "transportadores pares" GLUT6, 8, 10,
12 y el transportador de mioinositol impulsado por protones HMIT (o GLUT13). 
Con la clonación y caracterización de las isoformas de clase II y III más 
recientes, se hizo evidente que, a pesar de sus similitudes estructurales, las 
diferentes isoformas no solo muestran un patrón de expresión específico de 
tejido específico, sino que también muestran características distintas como el 
empalme alternativo, específico (sub ) localización celular y afinidades para un 
espectro de sustratos. 
 El valor de Km (un indicador de la afinidad de la proteína transportadora
por las moléculas de glucosa; un valor bajo de Km sugiere una alta afinidad) de
las proteínas GLUT1 y GLUT3 es 1 mM; por lo tanto, GLUT1 y GLUT3 tienen una 
alta afinidad por la glucosa y la absorción del torrente sanguíneo es constante.
Todos los Monosacáridos pueden entrar dentro de la Glucólisis (marcadacon el
recuadro rojo en la diapositiva). Allí figuran Intermediarios de la Glucólisis: 
Glucosa 6-Fosfato, Fructosa 6-Fosfato, Fructosa 1,6-Bisfosfato, Gliceraldehído 
3-Fosfato. 
Si tomamos leche, por ejemplo, estamos ingiriendo Lactosa, un 
disacárido formado por Glucosa y Galactosa. Hay una enzima intestinal que se 
denomina “Lactasa” que va a degradar esa unión entre la Glucosa y la 
Galactosa. Hay algunas personas que pierden la capacidad de esta Lactasa y 
por eso esa gente debe ingerir leche Deslactosada (ya se rompió la unión entre
la Glucosa y la Galactosa). Porque si no, la Lactosa en el intestino fermenta y 
produce malestar intestinal. Por eso esa gente debe ingerir esta leche 
Deslactosada. La Glucosa entra a la Glucólisis y ahora veremos cómo es que 
entra a la Glucólisis la Galactosa.
Si tomamos un café con azúcar, estamos ingiriendo Sacarosa. Nosotros 
tenemos una enzima intestinal que es la Sacarasa que va a degradar a la 
Sacarosa para dar Fructosa y Glucosa. La Glucosa entra directamente a la 
Glucólisis y la Fructosa va a seguir un camino distinto dependiendo si está en 
el hígado o está en otro tejido. Ahora lo desarrollaremos. 
Si comemos alguna fruta que tenga Manosa (también poseen Fructosa y 
Celulosa), la Manosa que es un Monosacárido, también va a entrar en la 
Glucólisis. Ahora veremos cómo. 
Notar que la célula no desperdicia nada…
¿Qué es lo que sucede si comemos un bife? ¿Qué Polisacárido hay en el 
músculo? ¿Cómo se guardaba la energía? En el músculo tendremos Glucógeno.
Ese Glucógeno que ingerimos con el bife, se va a degradar totalmente hasta 
Glucosa (porque es un polisacárido formado únicamente por Glucosa). 
Entonces, el Glucógeno que nosotros ingerimos se va a degradar totalmente en
el Intestino. Y lo que se va a absorber es la Glucosa que viene de ese 
Glucógeno. Distinto es el Glucógeno que nosotros almacenamos en el Hígado y
en el Músculo, que ya vamos a ver cómo se forma y cómo se degrada. 
Entonces, distinto es cómo se degrada el Glucógeno que nosotros 
tenemos dentro del organismo como reserva de energía, al Glucógeno 
que nosotros ingerimos por boca. 
Un epímero es un estereoisómero de otro compuesto que tiene una 
configuración diferente en uno solo de sus centros quirales.
¿Cómo entran estos Monosacáridos en la Glucólisis?
Recordar lo que dijimos al principio de la clase: La Manosa es el epímero 
en posición 2 de la Glucosa. Y la Galactosa es el epímero en posición 4 de la 
Glucosa. 
¿Qué pasa con el Monosacárido Fructosa que viene de la Sacarosa o 
de la fruta? La Fructosa en todos los tejidos menos en el hígado, una vez que 
entra a la célula, una HEXOQUINASA que tiene como Cofactor el Mg2+, la va
a fosforilar en posición 6, obteniéndose así Fructosa 6-Fosfato. Para esto 
se gasta una molécula de ATP (como se gasta cuando entra Glucosa dentro de 
la célula). Recordar que habíamos dicho que había Hexoquinasas que eran 
específicas y otras inespecíficas. La Fructosa 6-Fosfato formada es un 
intermediario de la Glucólisis, o sea que entra directamente a la Glucólisis. 
En el Hígado, la Fructosa sigue un camino un poco distinto. En el Hígado 
actúa la FRUCTOQUINASA que tiene como Cofactor el Mg2+. Es una enzima 
específica para la Fructosa. En este caso, lo que se va a fosforilar no es la 
posición 6 sino la posición 1. Se obtiene Fructosa 1-Fosfato. Para esta 
fosforilación también se necesita una molécula de ATP. Luego, una ALDOLASA 
específica (FRUCTOSA 1-FOSFATO ALDOLASA), también va a romper la 
unión de entre los Carbono 3 y 4 pero en este caso de la Fructosa 1-Fosfato. Se
va a formar Gliceraldehído, pero no fosforilado, y Dihidroxiacetona Fosfato. La 
Dihidroxiacetona Fosfato (un intermediario de la Glucólisis) entra directamente 
a la Glucólisis y, a partir de la TRIOSA FOSFATO ISOMERASA, se 
transforma en Gliceraldehído 3-Fosfato. Pero el Gliceraldehído que no está 
fosforilado (recordar que el Intermediario de la Glucólisis es Gliceraldehído 3-
Fosfato), tenemos que fosforilarlo. Gastando un ATP, la TRIOSA KINASA 
(tiene como Cofactor el Mg2+) fosforila al Gliceraldehído en posición 3 para 
obtener Gliceraldehído 3-Fosfato que ahora sí entra a la Glucólisis. 
¿Qué sucede con la Manosa que es otro Monosacárido que necesitamos 
que ingrese a la Glucólisis? Recordar que la Manosa es el epímero en posición
2 de la Glucosa. En todas las células tenemos una HEXOQUINASA que va a 
fosforilar a la Manosa en posición 6 obteniéndose Manosa 6-Fosfato. 
Luego actúa una Isomerasa, la FOSFOMANOSA ISOMERASA. La 
Isomerasa pasa el aldehído de la posición 1 de la Manosa, a la posición 2 para 
formar Fructosa (Cetosa). Como la posición 2 es la que diferencia a la Glucosa 
de la Manosa, al formarse un ceto en posición 2 en la Fructosa, ahí ya no tengo
diferencias. Entonces, directamente voy a pasar a formar Fructosa 6-
Fosfato (Intermediario de la Glucólisis). 
¿Qué sucede con la Galactosa? Lo que sucede con la Galactosa es 
medio difícil, porque al ser el epímero en posición 4 de la Glucosa, hay que 
cambiar directamente en total la configuración de un hidroxilo. Para esto son 
necesarias 3 enzimas. Para metabolizar a la Galactosa y que pueda ingresar a 
la Glucólisis, entonces se necesitan 3 pasos enzimáticos. Esto ocurre en el 
Hígado. La deficiencia o el mal funcionamiento de alguna de estas enzimas, 
produce una enfermedad que se denomina Galactosemia. Dependiendo de cuál
de estas enzimas se vea afectada, y cuán grande es la deficiencia, es la 
viabilidad que va a tener ese bebé que nazca. Algunas veces si es solamente la
primera de las enzimas (Galactoquinasa) que es deficiente, se trata de eliminar
la Galactosa de la dieta y no hay muchos problemas. Distinto es si la que no 
funciona es la Epimerasa, ahí el bebé no tiene buen pronóstico.
Entonces, ¿Qué es lo que ocurre? La Galactosa en el Hígado, por 
acción de una GALACTOQUINASA se va a fosforilar en posición 1 pasando a 
formar Galactosa 1-Fosfato. Por acción de una URIDILTRANSFERASA 
se va a transferir el grupo UDP de la UDP-Glucosa a la Galactosa 1-Fosfato. Así 
se forma UDP-Galactosa a partir de Galactosa 1-Fosfato, y se forma Glucosa
1-Fosfato a partir de UDP-Glucosa. Luego, la 4-EPIMERASA va a transformar 
ese OH que está en el carbono 4 a un grupo ceto. Para esta reacción se 
utiliza NAD+ (Coenzima de la Epimerasa) que va a pasar a formar NADH. El 
NAD+ se reduce y el Carbono 4 se oxida a grupo ceto. Luego, en la misma 
enzima (4-Epimerasa) el carbonilo se reduce con una inversión en la 
configuración del hidroxilo en el carbono 4. Así se forma UDP-Glucosa 
(recordar que la Galactosa era epímero en posición 4 de la Glucosa). En esta 
reacción el NADH liberado en la reacción anterior, ahora se va a oxidar para 
dar nuevamente NAD+ (ojo que en la diapo y en el Lehninger está mal la 
flecha, está al revés, porque en este paso no pasamos de NAD+ a NADH sino de
NADH a NAD+).
La UDP-Glucosa vuelve nuevamente a reaccionar gracias a la enzima 
Uridiltransferasa con una nueva Galactosa 1-Fosfato, para dar Glucosa 1-
Fosfato. Notar en la diapo que es un ciclo: el producto de todas estas 
reacciones es la Glucosa 1-Fosfato. Entra la UDP-Glucosa que se formó en el 
último paso, para reaccionar con la Galactosa 1-Fostato, y se libera Glucosa 1-
Fosfato. Se vuelve a formar UDP-Glucosa, reacciona con una nueva molécula 
de Galactosa 1-Fosfato, se libera Glucosa 1-Fosfato, y así de seguido. La 
Glucosa 1-Fosfato por la acción de una FOSFOGLUCOMUTASA forma 
Glucosa 6-Fosfato, que es un Intermediario de la Glucólisis (mirar la diapo 
“Rutas alimentadoras de la Glucólisis”). 
Una vez que en la Glucólisis obtenemos finalmente PIRUVATO, ese 
Piruvato va a tener distintos caminos que puede seguir. Si estamos en 
CONDICIONES AERÓBICAS, en una célula que tiene mitocondrias, ese
Piruvato va a pasar a formar Acetil-CoA dentro de la Mitocondria (el Piruvato se
va a descarboxilar). Ese Acetil-CoA va a entrar dentro del Ciclo del Ácido Cítrico
y se va a degradar totalmente. Volvemos a remarcar: estoes en condiciones 
aeróbicas en células que tienen mitocondrias. 
Ahora, ¿qué sucede en células que no tienen Mitocondrias como los 
Eritrocitos? ¿Qué sucede en la Retina? ¿Qué sucede en el Músculo en 
condiciones de Hipoxia cuando tiene poco oxígeno, en una contracción 
vigorosa? Ahí lo que sucede es que el Piruvato que se formó a partir de la 
Glucosa en el proceso de Glucólisis, va a pasar a formar Lactato en un proceso 
que denominamos FERMENTACIÓN LÁCTICA. 
En otros Microorganismos como en la Levadura de cerveza (produce 
alcohol) el Piruvato pasa a formar Etanol y Dióxido de Carbono (CO2). Este 
proceso se denomina FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA.
Estas dos Fermentaciones (Láctica y Alcohólica) no son las únicas 
fermentaciones que existen, pero fisiológicamente son las más importantes. 
Hay otro tipo de fermentaciones que veremos más adelante que son muy 
importantes desde el punto de vista industrial. 
¿Por qué son tan importantes las Fermentaciones? La Fermentación es 
Universal. Hace millones de años que ocurre la Fermentación. Ocurría antes de 
que haya oxígeno. 
¿Por qué es importante la Fermentación? ¿Para qué existe la 
Fermentación? ¿Qué es lo que se obtenía en la Glucólisis que había muy 
poquito en la célula y que si no estaba eso la Glucólisis se frenaba? El NADH. 
Estoy utilizando el NAD+ para producir NADH. Si yo no vuelvo a 
obtener NAD+, la Glucólisis se frena. Eso es lo que hace la 
fermentación, vuelve a producir NAD+, vuelve a recuperar el NAD+ 
utilizado en la Glucólisis. Por eso en las Fermentaciones no hay cambios de 
oxidación en la célula. No cambian las concentraciones de NAD+ ni de NADH. 
Ocurren en todas las células, es Universal. 
De Glucosa pasamos a obtener 2 Piruvato en el proceso de Glucólisis. En
la Glucólisis también se utilizaban 2 NAD+ por lo que se obtenían 2 NADH. En la
FERMENTACIÓN LÁCTICA esos 2 Piruvato pasa a formar 2 Lactato. En la 
Fermentación Láctica se utilizan los 2 NADH para obtener 2 NAD+.
En la Glucólisis pasamos de 6 átomos de carbono de la Glucosa, a 2 
moléculas de Piruvato que tienen 3 átomos de carbono cada una. Obtenemos 
neto 2 ATP. Pero tenemos que recuperar esos 2 NAD+ que se usaron y que 
ahora están como NADH.
Esos NADH los usa la enzima LACTATO DESHIDROGENASA. Esta es 
una única enzima de la Fermentación Láctica, que forma Lactato a partir de 
Piruvato. Y recicla el NAD+ para que la glucólisis pueda funcionar ya que 
utiliza NADH. Esta enzima es muy útil tanto en la ida como en la vuelta, es 
una reacción reversible (depende en las condiciones en las cuales esté la 
célula). Si se acumula mucho Lactato y el Músculo empieza a tener oxígeno, 
también ese Lactato puede pasar a formar Piruvato. 
 
En el Músculo, se produce Lactato. Ese exceso de Lactato que hay en el 
Músculo luego de una contracción vigorosa, no se queda en el Músculo. Ese 
Lactato pasa al torrente sanguíneo y va al Hígado. El Hígado toma ese Lactato 
para producir nuevamente Piruvato por acción de la Lactato Deshidrogenasa. Y
el Hígado, a partir de ese Piruvato, puede producir nuevamente Glucosa por la 
ruta de la Gluconeogénesis. 
A este Ciclo donde a partir de Glucosa se obtiene Lactato en el Músculo, 
este Lactato sale del Músculo para ir al Hígado para reciclarse y obtener 
nuevamente Glucosa, lo llamamos “Ciclo de Cori”. 
Otra de las fermentaciones importantes que veremos es la 
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA. En la Fermentación alcohólica actúan dos 
enzimas distintas. Primero se produce una DESCARBOXILACIÓN y esta 
reacción es irreversible (ojo que en el Lehninger está mal). La enzima que 
actúa en este primer paso es la PIRUVATO DECARBOXILASA, que tiene 
como Coenzima la Tiamina Pirofosfato (TPP) y como Cofactor tenemos al 
Mg2+. Al producirse esta descarboxilación, se libera CO2 y se obtiene 
Acetaldehído.
En un segundo paso actúa la ALCOHOL DESHIDROGENASA y esta 
es la enzima que recicla el NADH. Utiliza el NADH obtenido en la Glucólisis 
para obtener nuevamente NAD+. De esta manera la Glucólisis puede 
continuar ya que vamos a tener disponible NAD+ que se regeneró gracias a la 
fermentación. Como producto de esta segunda reacción se obtiene Etanol. 
Entonces, en una primera etapa de descarboxilación se obtiene el 
Dióxido de Carbono. Y en una segunda etapa se recicla el NAD+ a partir del 
NADH obtenido de la Glucólisis.
Si uno piensa en la reacción global de la Fermentación Alcohólica, no 
vamos a ver al NAD+ ni al NADH porque se está regenerando, reciclando. Lo 
que sí vamos a ver es el ATP que obtenemos de la fosforilación a nivel de 
sustrato de la Glucólisis. Es la única energía en forma de ATP que se obtiene en
la célula en la Fermentación. Porque no tenemos Fosforilación Oxidativa. 
Si partimos de Glucosa, en una Reacción Global de una Fermentación 
Alcohólica, más 2 ADP, más 2 Pi (fosfatos), no tenemos al NAD+. Obtenemos 2 
Etanol, 2 CO2, 2 ATP y 2 H2O.
Glucosa + 2 ADP + 2 Pi  2 Etanol + 2 ATP + 2 CO2 + 2 H2O
El ATP es la única energía que obtiene la célula en la fermentación. 
Como dijimos, no solamente existe la Fermentación Etanólica y Láctica, 
sino que hay un montón de fermentaciones dependiendo del organismo del 
que se trate. 
Esto lo utiliza la industria para que, a partir de materias primas baratas, 
tener compuestos de gran valor agregado. Por ejemplo, la Fermentación 
Láctica se usa para la producción de yogurt (se obtiene Ácido Láctico). La 
fermentación Alcohólica se utiliza para obtener etanol.
El metabolismo anaeróbico de la glucosa en las células tumorales produce 
mucho menos ATP (2 por glucosa) que la oxidación completa a CO2 que tiene 
lugar en las células sanas en condiciones aeróbicas (~ 30 ATP por glucosa), por
lo que una célula tumoral debe consumir mucha más glucosa para producir la 
misma cantidad de ATP. Los transportadores de glucosa y la mayoría de las 
enzimas glucolíticas se producen en exceso en los tumores. Los compuestos 
que inhiben la hexoquinasa, la glucosa 6-fosfato deshidrogenasa o la 
transcetolasa bloquean la producción de ATP por glucólisis, privando así a la 
célula cancerosa de energía y eliminándola. 
El factor inducible por hipoxia (HIF) -1 es un complejo proteico dimérico que 
desempeña un papel integral en la respuesta del cuerpo a bajas 
concentraciones de oxígeno o hipoxia. HIF-1 se encuentra entre los genes 
primarios involucrados en el proceso homeostático, que puede aumentar la 
vascularización en áreas hipóxicas como la isquemia localizada y los tumores.