Metabolismos: Glicólisis y oxidación-b Bioquímica Prof. J. Roberto Ramirez Vivoni, Ph.D. Prof. Alberto L. Vivoni Alonso, Ph.D. versión enero2015

Análisis de metabolismos Reacciones Energética Enzimas

Procesos metabólicos Catabolismo Anabolismo Degradación de moléculas para suplirle energía al organismo Ejemplos: Glucogenólisis: degradación de glucógeno Glicólisis: degradación de glucosa Oxidación-b: degradación de ácidos grasos Biosíntesis de moléculas biológicas Ejemplos: Glucogenesis: formación de glucógeno Gluconeogenesis: formación de glucosa Síntesis de ácidos grasos

Ejemplos de catabolismos Glicólisis Oxidación-b •Catabolismo anaeróbico de glucosa •Convierte glucosa en piruvato y produce ATP y NADH Oxidación de ácidos grasos Produce moléculas de acetil-coenzima A

Resumen de procesos catabólicos

ADP y ATP

NAD+ y NADH

Glicólisis

Reacción 1: Glucosa→ G6P Enzima: hexoquinasa

Reacción 2: G6P → F6P

Reacción 3: F6P → F-1,6-difosfato

Reacción 4: Rompimiento de F-1,6-difosfato

Reacción 5: Isomerización de dihidroxiacetona fosfato

Reacción 6: Conversión a 1,3-difosfoglicerato

Reacción 7: Producción de 2 ATP

Reacción 8: Isomerización del 3-fosfoglicerato

Reacción 9: deshidratación de 2-fosfoglicerato

Reacción 10: Formación de piruvato +H+

Reacción neta de glicólisis: balance de masa y carga C6H12O6 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi -----> 2C3H3O3- + 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2H2O Pi = HOPO32- Carga de ADP = -3 Carga de ATP = -4

Transportadores de energía Producción de ATP Transportadores de energía Siglas Num de ATP* Nicotinamida adenina dinucleótido NADH 2.5 Flavina adenina dinucleótido (QH2, Ubiquinol) FADH2 (UQ2) 1.5 Guanosina trifosfato GTP 1 *Biochemistry, Moran, Horton, Scrigoeur, Perry, 2012.

Formación de ATP de NADH Reacción DG(kJ/mol) NADH + H+ + ½O2 → H2O + NAD+ -220 ADP + Pi* → ATP + H2O 31 Escribir ecuación balanceada de la formación de 2.5 ATP por cada NADH. *Pi: HOPO32-

Producción de ATP de glicólisis Transportadores de energía Producidos Equivalentes de ATP Total de equivalentes ATP 2 1 NADH 2.5 5 Total 7

¿Qué ocurre entonces con el piruvato? Condiciones aeróbicas: Degradación oxidativa Piruvato → AcetilCoenzimaA → Ciclo de Krebs Condiciones anaeróbicas: Fermentación láctica Fermentación alcohólica

Fermentación láctica

Fermentación alcoholica

Conversión a acetilCoA

Coenzima A

Acetil CoA

Ciclo de Krebs: Reacción neta

Reacción neta del ciclo de Krebs Acetil-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O → 2CO2 + 3NADH +3H+ + FADH2 +GTP + CoA

Producción de ATP en un ciclo de Kreb Transportadores de energía Producidos Equivalentes de ATP Total de equivalentes GTP 1 NADH 3 2.5 7.5 FADH2 1.5 Total 10

Resumen de procesos catabólicos

Catabolismo de acidos grasos: Activacion

Oxidación-b: ácidos grasos saturados

Ciclos por número de carbonos Número de ciclos 4 1 6 2 8 3 12 5 16 7 20 9

Equivalentes de ATP Activación: Consumo de ATP ATP → AMP + 2Pi Por ciclo de oxidación-b: FAD + 2H+ + 2e- →FADH2 NAD+ + H2O → NADH + H+ + O2

Ejemplo: Oxidacion-b de acido palmitico Activación: Acido palmítico (16:0) + ___ATP + ___CoA → ___palmitoil* + ___AMP + ___Pi Oxidación-b: Palmitoil + ___FAD + ___NAD+ + ___CoA + ___H2O → ___Acetil-CoA + ___FADH2 + ___NADH + ___H+ *acyl (16:0)-CoA 1 1 1 1 2 7 7 7 7 8 7 7 7

Transportadores de energía Producción de ATP Transportadores de energía Producidos Equivalentes de ATP Total de equivalentes FADH2 7 1.5 10.5 NADH 2.5 17.5 Total 28

Práctica Escriba las reacciones de la oxidación de ácido araquídico (20:0) Determine el número de equivalentes de ATP que se forman de la oxidación-b de este ácido.

Oxidación de ácidos grasos insaturados