3-RUTAS DEL METABOLISMO ENERGÉTICO-Parte1

Vista previa del material en texto

METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO
CATABOLISMO DE LOS TRIACILGLICÉRIDOS
CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES Y FOSFORILACIÓN DEL ATP 
VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
ATP
RUTAS DEL METABOLISMO 
ENERGÉTICO
1
Facultad de Ciencias Naturales 
Cátedra de Química Biológica
Dra. Adriana E. Alvarez
DADOR INMEDIATO DE ENERGÍA LIBRE
LA PRINCIPAL FUNCIÓN DEL CATABOLISMO ES GENERAR ATP
ATP
ATP
ATP
Solo en heterótrofosPurinas y pirimidinas exógenas Aminoácidos esenciales exógenos
Hidratos de carbono y lípidos exógenos
3
CO2
Pa
re
d
 c
el
u
la
r
Glucógeno
Glucosa
Piruvato
Acetil-CoA
CO2
Triacilglicéridos
Β-oxidación
NADH
H2O
⅟2O2
Fosforilación
oxidativa
O2
Traducción
Glicerol
Biosíntesis de 
nucleótidos
(Biosíntesis proteínas)
Glucólisis
Membrana plasmática
Solo en heterótrofos
Ribosomas
Lipólisis
Cadena 
respiratoriaFADH2
H2O
NH4+
α-cetoglutarato
Piruvato
Glutamato
Glutamina
Vía de las 
pentosas-P
Ribosa-5P
NADPH
Acetil-CoA
Lipogénesis
ADN
ARNm
ARNt
ARNr
Replicación
Núcleo
Transcripción
INTEGRACIÓN METABÓLICA Célula eucarionte
Vía de las 
pentosas-P
NADPH
Aminoácidos
Glucosa
Glucosa
En autótrofos y heterótrofos
Luz
α-cetoglutarato
oxaloacetato
M
em
b
ra
n
a 
p
la
sm
át
ic
a
ATP
ATP
ATPATP
Descarboxilación
del piruvato
CO2
4
✓ Proceso catabólico que convierte a 
la Glucosa en Piruvato
✓ Produce ATP a nivel de sustrato
✓ Provee moléculas para otras 
reacciones biosintéticas
Glucosa
Glucosa 6 P
Fructosa 6 P
Fructosa 1,6 bi P
Gliceraldehido 3 P
1,3 Bisfosfoglicerato
3-fosfoglicérato
2-fosfoglicérato
Fosfoenolpiruvato Piruvato
ATP
ADP
H2O
D-hidroxiacetona P
Hexoquinasa
G6P Isomerasa
F6PQuinasa
F1,6P:G3P Liasa
Oxidoreductasa
Isomerasa
Quinasa
Enolasa
Piruvato quinasa
Isomerasa
Balance energético
1 mol de glucosa rinde 
2 moles de ATP
GLUCÓLISIS
ATP
ADP
ADP
ATP
NAD+
NADH
ADP
ATP
X 2
2 ATP
2 ADP
4 ADP
4 ATP
-
+
CITOPLASMA
ATP
ATP
1
x2
Pi
Fermentación Respiración
O2
DESTINOS DEL PIRUVATO
Destino anaeróbico
En el citoplasma
Destino aeróbico
En mitocondrias
O2 O2 O2
O2
O2
O2
O2
Glucosa
Etanol
Lactato 2 Piruvato
2NADH 
2NAD+
Fermentación Respiración
Fermentación
láctica
2ATP
CO2
Levaduras
(Eucariotas)
Lactobacillus
(procariotas)
En procariontes anaeróbicos, o facultativos.
En eucariontes con falta de oxígeno
O2 O2
En células 
eucariontes con 
falta de oxígeno
G
lu
co
lis
is
Glucosa
Ciclo de 
Krebs
Piruvato
O2
Acetil-CoA
Fermentación Respiración
NADH
NADH+
NADH
NAD+
H2O
2ATP
ATP
ATPATP ATP
CO2
CO2
2 
ATP
36-38 
ATP
Producción neta de ATP
por mol de glucosa
O2
G
lu
co
lis
is
Fermentación Respiración
Fermentación láctica
Fermentación alcohólica
O2O2
DESTINOS DEL PIRUVATO
Destino anaeróbico
En el citoplasma
Destino aeróbico
En mitocondrias
Al Ciclo de Krebs
Descarboxilación oxidativa
RESPIRACIÓN
CELULAR
Mitocondrias
Fig: Horton et al. 2008. Principios de Bioquímica
PiruvatoPiruvato
Piruvato
Citrato
Acetil-CoA
Isocitrato
α-cetoglutarato
Succinil-CoASuccinato
Fumarato
Succinato
tioquinasa
Isocitrato
deshidrogenasa
α-cetoglutarato
deshidrogenasa
Citrato 
sintasa
Piruvato
deshidrogenasa
Aconitasa
Fumarasa
Succinato
deshidrogenasa
Ciclo de 
Krebs
Citoplasma
Matriz mitocondrial
Malato
deshidrogenasa
Malato
Oxaloacetato
Ciclo de Krebs
Matríz mitocontrialCiclo del ácido cítrico o 
Ciclo de los ácidos tricarboxílicos
Precursores del ciclo Acil-CoA
Acido graso
β-oxidación de ácidos grasos
NAD+NADHFADFADH2
TRIACILGLICÉRIDOS: PRINCIPAL RESERVA ENERGÉTICA
ÁCIDOS GRASOSGLICEROL
PALMITATO (16 CARBONOS)
LIPÓLISIS DE LOS TRIACILGLICÉRIDOS
β
-O
X
ID
A
C
IÓ
N
Citoplasma
Mitocondrias
Etapas del catabolismo 
1) Activación con ATP y Coenzima A
2) Transporte a mitocondrias
3) β-oxidación de ácidos grasos en mitocondria
ΒETA OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
Enoil CoA hidratasa
Cetoacil CoA transferasa
Hidroxiacil CoA deshidrogenasa
Acil CoA deshidrogenasa
A cadena respiratoria
Al Ciclo de 
Krebs
A cadena respiratoria
Enlace tioéster
Acil-CoA
Acetil-CoA
Citoplasma
Matriz mitocondrial
LA MEMBRANA INTERNA DE LAS MITOCONDRIAS ES EL LUGAR DE TRANSPORTE DE ELECTRONES
Cresta 
Matriz
Membrana interna
Espacio inter membranas
Membrana externa
I III IV
Bicapa
lipídica
Matriz
Espacio intermembrana
Complejos de membrana
ATP sintasa
H+H+ H+
NADH+
NAD+
II
H2O½O2+ 2 H
+
Canal de 
protones
ATP
Succinato Fumarato
FAD
Ciclo 
de 
Krebs
MECANISMO: 
TEORÍA
QUIMIOSMÓTICA
LA CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES SE ACOPLA A LA FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
Ciclo 
de 
Krebs
CoQ = ubiquinona o coenzima Q
Cyt c = citocromo c
CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES
Fig. Horton et al. 2008. Principios de Bioquímica
H2O
½O2+ 2 H
+
Succinato
Fumarato
NADH
NAD+ I
IV
IIIII
e-Potencial de 
reducción 
(E°)
creciente
e-
¿Por qué el transporte de electrones ocurre en etapas?
Fosforilación oxidativa
ATP
ATP
ATP
ATP
ATP
ATP
O2
H2O
ΔG°= -52,6 Kcal/mol
NADH
FADH2
UQH2
UQ 
Pregunta para resolver en la guía de estudio
Gluconato 6 P
Gliceraldehido 3 P Fructosa 6 P
Fructosa 6 P
Gliceraldehido 3 P
Xilulosa 5 P
Xilulosa 5 P
Eritrosa 4 P
Sedoheptulosa 7 P
Glucosa 6 P
Ribulosa 5 P
Ribosa 5 P
VÍA DE LA PENTOSAS FOSFATO
A la glucólisis
Precursor de 
nucleótidos
Usado en las 
vías reductivas 
anabólicas
Etapa 
oxidativa
EN CITOPLASMA
Etapa no 
oxidativa
fin
RUTAS DEL METABOLISMO 
ENERGÉTICO
20
Facultad de Ciencias Naturales 
Cátedra de Química Biológica
Dra. Adriana E. Alvarez