METABOLISMO OXIDATIVOLípidos polisacáridos proteínas ácidos grasos glucosa aminoácidos Fase 1 Acetil-CoA Ciclo NADH + FADH2 Fase 2 de Krebs Fosforilación oxidativa Fase 3 Moléculas complejas (glucógeno, triglicéridos, proteínas) Catabolismo Anabolismo Proceso Oxidativo Proceso Reductivo Genera energía Requiere energía (ATP) (ATP) Requiere coenzimas Requiere coenzimas Oxidadas (NAD+, FAD) reducidas (NADH, FADH2, NADPH) Genera coenzimas Genera coenzimas Reducidas (NADH, FADH2) Oxidadas (NAD+, FAD, NADP) Moléculas simples (Glucosa, piruvato, aminoácidos, CO2) Glucosa Lactato Alanina Glucolisis oxidacion Transaminación Piruvato Reducción Transaminación Carboxilación Decarboxilación oxidativa Alanina Lactato Oxaloacetato AcetilCoA REACCION CATALIZADA POR LA ENZIMA PIRUVATO DESHIDROGENASA ENZIMA: PIRUVATO DESHIDROGENASA (Mitocondrial) Piruvato + NAD+ + CoASH acetil CoA + CO2 + NADH + H+ Gº’= -8 kcal/mol O O C OH CH3 C CoA-SH C O CO2 CH3 ESTRUCTURA DEL COMPLEJO DE LA PIRUVATO DESHIDROGENASA Nro de subunidades Tipo PM Estructura Piruvato deshidrogenasa 20 ó 30 (E1) 154.000 alfa2-beta2 Dihidrolipoil transacetilasa Subunidades 60 (E2) 52.000 idénticas 6 Dihidrolipoil deshidrogenasa 110.000 Alfa2 (dimero) (E3) Coenzimas o grupos prostéticos: Pirofosfato de tiamina, ácido lipoico, coenzima A, FAD y NAD+ . E1 ESTA UNIDA AL PIROFOSFATO DE TIAMINA Pirofosfato de tiamina Pirofosfato de tiamina (TPP) (TPP) Hidroxietil Hidroxietilpirofosfato pirofosfato dede tiamina tiamina . E2 ESTA UNIDO AL ACIDO LIPOICO Forma oxidada Forma Forma Forma Forma oxidada reducida acetilada acetilada Ácido lipoico Residuo de lisina de E2 de lisina E2 sw . O. 4' D-ribosa 3' fosfato O -O P 3' 2' O - O 3' fosfoadenosina difosfato .ESTRUCTURA DE LA COENZIMA A UNIDA AL GRUPO ACETILO O S C CH3 grupo acetilo ACETIL COENZIMA A CH2 CH2 beta-mercaptoetilamina NH C O NH2 CH2 N N CH2 adenina NH N ácido pantoténico N C O HO C H O O H3C C CH3 5' O O CH2 P O P CH2 1' O. + 2H+ R NAD + NADH + H+ . + N 2e + H R 2e. (Hidruro) H O O H H C C NH2 NH2 + N .Oxidacion: Pérdida de electrones Reducción: Ganancia de electrones OXIDO/REDUCCIÓN DEL SISTEMA NAD+/NADH H2 + e H. OXIDO/REDUCCIÓN DEL SISTEMA FAD/FADH2 H+ + 2e 2H . . PASOS INVOLUCRADOS EN LA DECARBOXILACION OXIDATIVA DEL PIRUVATO Piruvato piruvato Lipoamida oxidada oxidada 3- Lipoamida reducida Lipoamida reducida AcetilCoA acetilCoA . . PASOS INVOLUCRADOS EN LA DECARBOXILACION OXIDATIVA DEL PIRUVATO Piruvato piruvato Lipoamida oxidada oxidada 3- Lipoamida reducida Lipoamida reducida AcetilCoA acetilCoA . . PASOS INVOLUCRADOS EN LA DECARBOXILACION OXIDATIVA DEL PIRUVATO Piruvato piruvato Lipoamida oxidada oxidada 3- Lipoamida reducida Lipoamida reducida AcetilCoA acetilCoA . . PASOS INVOLUCRADOS EN LA DECARBOXILACION OXIDATIVA DEL PIRUVATO Piruvato piruvato Lipoamida oxidada oxidada 3- Lipoamida reducida Lipoamida reducida AcetilCoA acetilCoA . . REGULACION DE LA PIRUVATO DESHIDROGENASA Pi ADP PDH inactiva H2O Quinasa/Mg + Fosfatasa Ca/Mg ATP Pi PDH activa OH Piruvato Acetil-CoA CoASH NADH + H NAD+ CO2 ADP . DESTINO DEL ACETIL-CoA GENERADO EN LA MITOCONDRIA El destino del acetil-CoA generado en la mitocondria puede ser: a) oxidación completa del grupo acetilo en el CAT con generación de energía. b) conversión del exceso de acetilCoA a cuerpos cetónicos: acetoacetato y hidroxibutirato (en hígado) c) transferencia de acetilos al citosol con la subsecuente biosíntesis de moléculas complejas como esteroles y ácidos grasos . CICLO DE KREBS: CARACTERÍSTICAS GENERALES Es la primera vía metabólica cíclica que estudiados Consta de ocho pasos acetilCoA (6C) citrato oxalacetato (4 c) isocitrato malato -cetoglutarato fumarato succinilCoA succinato Generación de enlace de alta energía . -su función no se limita a esto. . que describiremos para reemplazar los intermediarios así desviados. -los intermediarios de cuatro y cinco atomos de carbono del ciclo actúan de precursores de una amplia gama de productos -las células emplean las denominadas reacciones anapleroticas (de relleno).Papel central en el metabolismo energético pero……. En la mitocondria Así. en eucariotas no fotosintéticos la mitotocondria es el lugar donde se producen la mayor parte de reacciones oxidativas que liberan energía y la síntesis acoplada de ATP. . CICLO DE KREBS: REACCIONES INDIVIDUALES ENZIMA: CITRATO SINTASA Citrato sintasa acetilCoA acetilCoA oxalacetato oxalacetato citrato citrato G°= . Punto de fuga .9 Kcal/mol + - CITRATO OXALOACETATO Reacción de condensación. PUNTO DE FUGA DE SUSTRATO CITRATO Fuente de equivalentes Fuente de carbonos para la de reducción para procesos biosíntesis citosólica de ácidos grasos y esteroles de síntesis citosólicos Regulador de actividad enzimática: (-) de la fosfofructoquinasa I (+) de la acetilCoA carboxilasa . CICLO DE KREBS: REACCIONES INDIVIDUALES ENZIMA: ACONITASA aconitasa aconitasa citrato Cis-aconitato isocitrato . 5 kcal/mol -cetoglutarato isocitrato + - ADP. Punto de fuga y relleno . NADH Decarboxilación oxidativa. Ca ATP. CICLO DE KREBS: REACCIONES INDIVIDUALES ENZIMA: ISOCITRATO DESHIDROGENASA Isocitrato-deshidrogenasa Gº'= . AMP. PUNTO DE FUGA DE SUSTRATO . CICLO DE KREBS: REACCIONES INDIVIDUALES ENZIMA: ALFA-CETO GLUTARATO DESHIDROGENASA -cetoglutarato deshidrogenasa -cetoglutarato Gº’=-8 kcal/mol. SUCCINIL-CoA Decarboxilación oxidativa. NADH. . Succinil-CoA + - Ca ATP. GTP. Punto de fuga . CICLO DE KREBS: REACCIONES INDIVIDUALES ENZIMA:SUCCINIL-CoA SINTETASA Succinil-CoA sintetasa o Succinil-CoA sintetasa o Succinato tioquinasa Succinato tioquinasa SuccinilCoA Succinato Succinil-CoA Succinato NDQ ADP + GTP ATP + GDP Fosforilación a nivel de sustrato. PUNTO DE FUGA DE SUSTRATO Propionil CoA α-cetoglutarato Metilmalonil CoA Ciclo de Krebs Metabolismo de ácidos grasos de n º impar de C y de amino ácidos ramificados Succinil CoA Ciclo de Krebs Acetoacetato Utilizaci ón de cuerpos Bios íntesis de Porfirinas cet ónicos Succinato AcetoacetilCoA d -aminolevulinato . Reacción de oxidación. CICLO DE KREBS: REACCIONES INDIVIDUALES ENZIMA:SUCCINATO DESHIDROGENASA Unida a la membrana interna mitocondrial. Fumarato Succinato Malonato. oxaloacetato . Succinato DH Succinato + . . CICLO DE KREBS: REACCIONES INDIVIDUALES ENZIMA:FUMARASA Hidratación. fumarasa Fumarato (trans) L-malato . CICLO DE KREBS: REACCIONES INDIVIDUALES ENZIMA:MALATO DESHIDROGENASA Oxidación. Malato deshidrogenasa L-Malato Oxalacetato . Punto de fuga. Acetil CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O 2 CO2 + CoASH + 3 NADH + 3 H+ + FADH2 + GTP . . . OXALOACETATO NADH . ATP. GTP . ATP y NADH.• La velocidad global del ciclo del acido cítrico esta controlada por la velocidad de conversión del piruvato a acetil-CoA y por el flujo a través de la citrato sintasa. los productos finales. . • Estos flujos vienen determinados principalmente por la concentración de sustratos y productos. son inhibidores. mientras que por el contrario los sustratos NAD y ADP actúan como estimuladores. la isocitrato deshidrogenasa y la alfa-cetoglutarato deshidrogenasa. La producción de acetil-CoA para el ciclo del acido cítrico por el complejo de la PDH es inhibido alostericamente por los metabolitos que indican una suficiencia de energía metabólica (ATP. . acetil-CoA. NADH y ácidos grasos) y es estimulada por metabolitos que indican un suministro reducido de energía (AMP. CoA). NAD. REACCIONES ANAPLERÓTICAS . REACCIONES ANAPLERÓTICAS Propionil- Propionil -CoA CoA PropionilCoA O Piruvato C OH C O + CO2 D-Metilmalonil D-Metilmalonil- -CoA CoA CH3 Enzima málica O C OH NADPH+H HC OH NADP CH2 O C OH LL-Metilmalonil -Metilmalonil-CoA -CoA Succinil -CoA -CoA Malato . . ya que sirve tanto para el catabolismo como para el anabolismo. El ciclo del acido cítrico es anfibolico. se pueden extraer intermediarios del ciclo y utilizarlos como material de partida para obtener un buen numero de productos biosintéticos. .(que también intervienen en la síntesis de purinas y pirimidinas) • El oxalacetato se convierte en glucosa mediante la gluconeogenesis • El succinil-CoA es un intermediario central en la síntesis del anillo de porfirina de los grupos hemo. servir como precursores de los aminoacidos aspartato y glutamato por simple transaminacion. por ejemplo.• El alafa-cetoglutarato y el oxalacetato pueden. que actúan como transportadores de oxigeno (en la hemoglobina y mioglobina) y de transportadores de electrones (en los citocromos) • Citrato: fuente de carbono para la síntesis citosólica. . . . SISTEMAS DE LANZADERAS Lanzadera del glicerol 3-fosfato . SISTEMAS DE LANZADERAS Lanzadera de malato-aspartato .