Bioqumica II

Bioqumica II Profesor: Dr. Francisco Delgado Vargas

Equipo #5Avitia Aguilar A. JaquelinCamarena Valle Arantxa ElizabethIslas Snchez Rosa BereniceMontoya Rojo Jenny GuadalupeMoran Muoz Jess Eduardo Olivas Barragn Jess DanielSanz Ramrez Jos CarlosValenzuela Salcedo Vianey AlejandraVelzquez Zavala Jess AlbertoZambrano Prado Celyn

Regulacin coordinada de la gluclisis y la gluconeognesis.Gluconeognesis: Ruta anablica que permite la produccin de glucosa y glucgeno a partir de precursores no glcidos.

Es un proceso ocurrido en el hgado de los mamferos en el cual se produce glucosa para exportarla a otros tejidos.

Este es solo un proceso que el cuerpo realiza en caso de que los depsitos de glucgeno se agoten, o que el organismo no obtenga la glucosa necesaria de su dieta.

Jos Carlos 3

Glucolisis y gluconeognesis. Rutas opuestas de la glucolisis (rosa) y gluconeognesis (azul) en el hgado de rata. Tres pasos esta catalizados por enzimas diferentes en la gluconeognesis y el la glucolisis. Siete pasos estn catalizados por las mismas enzimas en las dos vas.Los isozimas de la hexoquinasa de musculo y de hgado estn afectados de forma diferente por su producto la glucosa 6-fosfatoHexoquinasa: Enzima regulador que cataliza la entrada de la glucosa a la ruta glucoltica.

Isozimas: son protenas diferentes que catalizan la misma reaccin. La misma reaccin catalizada por 2 o mas formas moleculares de una enzima.

Las diferentes formas de la enzima generalmente difieren en sus propiedades cinticas o reguladoras, en el cofactor que utilizan o en su distribucin subcelular y pueden tener secuencias de aminocidos similares, pero no idnticas y normalmente comparten un origen evolutivo.

Los diferentes isozimas de la hexoquinasa de hgado y musculo reflejan el papel diferente de estos rganos en el metabolismo de glcidos.

Existen 4 isozimas codificados por cuatro genes diferentes (designados I a IV).

La isozima predominante de los miocitos (hexoquinasa II) tienen una elevada afinidad por la glucosa.

El isozima de la hexoquinasa predominante en el hgado es la hexoquinasa IV (glucoquinasa), que difiere en tres aspectos importantes de las hexoquinasas I-III musculares.

Comparacin de las propiedades cinticas de la hexoquinasa IV (glucoquinasa) y la hexoquinasa I.

Regulacin de la hexoquinasa IV (glucoquinasa) mediante secuestro en el ncleo.

La hexoquinasa IV (glucoquinasa) y la glucosa 6-fofatasa estn reguladas a nivel de transcripcin La hexoquinasa IV esta regulad a nivel de la sntesis de protenas.

La glucosa 6-fosfatasa, la enzima gluconeognico que rodea el paso de la hexoquinasa en la gluclisis, esta regulado a nivel de la transcripcin por factores que exigen mayor produccin de glucosa.Chuy10La fosfofructoquinasa-1 y la fructosa 1,6-bisfosfatasa se regulan recprocamente La glucosa 6- fosfato puede fluir hacia la gluclisis o hacia cualquiera de otras rutas diferentes entre las que se encuentran la sntesis de glucgeno y la ruta de las pentosas fosfato.

El ATP no es slo sustrato de la PKF-1 sino tambin uno de los productos finales de la ruta glucoltica.

El ADP y el AMP, que aumentan su concentracin cuando el consumo de ATP es superior a su produccin, actan alostricamente para aliviar esta inhibicin por el ATP.

Eduardo11El citrato acta como regulador alostrico de la PKF-1; una concentracin alta de citrato aumenta el efecto inhibidor del ATP, reduciendo aun mas el flujo de glucosa a travs de la gluclisis.

El citrato sirve como seal intracelular de que la clula est alcanzando sus niveles necesarios de metabolismo productor de energa al oxidar grasas y protenas.

a) Fosfofructoquinasa-1 (PFK-1) y su regulacin.b) Regulacin alostrica de la PFK-1 de musculo por el ATP.c) Resumen de los reguladores que afectan a la actividad PFK-1.El paso correspondiente de la gluconeognesis es la conversin de la fructosa 1,6-bisfosfato en fructosa 6-fosfato, la enzima que cataliza esta reaccin, la FBPasa-1, es fuertemente inhibido por el AMP.Pasos opuestos en las rutas glucolticas y gluconeognica, PFK-1 y Pbpasa-1, se regulan de manera coordinada y reciproca.

La fructosa 2,6-bisfosfato es un regulador alostrico potente de la PFK-1 y de la FBpasa-1El papel especial del hgado en el mantenimiento de un nivel constante de glucosa sangunea requiere mecanismos reguladores adicionales para coordinar la produccin y el consumo de glucosa.La hormona glucagn indica al hgado que produzca y libere mas glucosa y que deje de consumirla.

Una fuente de glucosa es el glucgeno almacenado en el hgado.

Otra fuente es la gluconeognesis que utiliza piruvato, lactato, glicerol o ciertos aminocidos.

Eduardo15La rpida regulacin hormonal de la glicolisis y de la gluconeognesis esta medida por la fructosa 2,6-bisfosfato, un efector alostrico de las enzimas PFK-1 y FBPasa-1:

Cuando se fija la fructosa 2,6-bisfosfato a su sitio alostrico sobre la PFK-1: Aumenta la afinidad de esta enzima hacia su sustrato fructosa 6-fosfato y reduce su afinidad hacia los inhibidores alostrico ATP y citrato.

La fructosa 2,6-bisfosfato tiene el efecto opuesto sobre la FBPasa-1: Reduce su afinidad por sus sustratos disminuyendo as la gluconeognesis.Papel de la fructosa 2,6-bisfosfato en la regulacin de la gluclisis y de la gluconeognesis.

La concentracin celular del regulador alostrico fructosa 2,6-bisfosfato viene dictada por las velocidades relativas de formacin y degradacin.

Se forma por fosforilacin de la frutosa 6-fosfato,

Catalizada por la fosfofructoquinasa-2 (PFK-2) y se degrada por la fructosa 2,6-bisfosfatasa (FBPasa-2). PFK-2 y FBPasa-2 son dos actividades enzimticas distintas que forman parte de una sola protena bifuncional.

El equilibrio de estas dos actividades en el hgado, que determina el nivel celular de fructosa 2,6-bisfosfato, esta regulado por el glucagn y la insulina.

Regulacin de la concentracin de fructosa 2,6-bisfosfato.

21La xilulosa 5-fosfato es un regulador clave de los metabolismos glucdico y lipdicoEn el hgado de mamfero, la xilulosa 5-fosfato, un producto de la ruta de las pentosas fosfato, favorece el incremento de la glucolisis que tiene lugar despus de la ingestin de una comida rica en glcidos.

La concentracin de xilulosa 5-fosfato aumenta a medida que la glucosa que entra en el hgado se convierte en glucosa 6-fosfato y se dirige tanto a la ruta glucoltica como la de las pentosas fosfatos.

Ara22La enzima glucoltica piruvato quinasa es inhibido alostricamente por el ATPConcentraciones elevadas de ATP.Acetil-CoA.cidos grasos de cadena larga.

Inhiben alostericamente todos los isozimas de la piruvato quinasa.

Alejandra23

La conversin gluconeognica del piruvato en fosfoenol piruvato se encuentra bajo mltiples tipos de regulacinEn la ruta que conduce del piruvato a la glucosa, el primer punto de control determina el destino del piruvato en la mitocondria.

El piruvato se puede convertir acetil-coA, mediante el complejo de la piruvato deshidrogenasa para impulsar el ciclo del acido ctrico, o bien en oxalato para iniciar el proceso de gluconeognesis.

El acetil-coA es un modulador alostrico positivo de la piruvato carboxilasa y un modulador negativo de la piruvato deshidrogenasa.

Dos destinos alternativos para el piruvato.El piruvato se puede convertir en glucosa y glucgeno va gluconeognesis o ser oxidado a acetil-coA para la produccin de energa.La regulacin de la gluclisis y de la gluconeognesis por cambios en la transcripcin hace variar el nmero de molculas de enzima

La insulina acta a travs de su receptor en la membrana plasmtica para activar al menos dos rutas de sealizacin diferentes, en cada una de ellas se produce la activacin de una protena quinasa.

La insulina regula la transcripcin de mas de 150 genes; los humanos tienen al menos siete tipos generales de elementos de respuesta a la insulina.

Daniel27

Factores de transcripcin, entre los que se encuentran:ChREBPCREBPSREBPFOXO1 ACTANEn el ncleo, regulando la expresin de genes especficos que codifican enzimas de las rutas glucoltica y gluconeognica.

Un factor de transcripcin importante para el metabolismo glucdico es el ChREBP (protena de unin a los elementos de respuesta glucdica), que se expresa principalmente en el hgado, tejido adiposo y rin.Sirve para coordinar la sntesis de enzimas necesarios para la sntesis de glcidos y de grasas.

El ChREBP en su forma inactiva est fosforilado y se localiza en el citosol. Cuando la fosfoprotena fosfatasa PP2A elimina un grupo fosforilo de ChREBP, el factor de transcripcin puede entrar en el ncleo. Aqu la PP2A elimina otro grupo fosforilo y ahora el ChREBP se une a su protena asociada, Mlx, activando la sntesis de diversos enzimas.Otro factor de transcripcin heptico, SREBP-1c, activa la sntesis de piruvato quinasa, hexoquinasa IV, lipoprotena lipasa, acetil-CoA carboxilasa y el complejo del cido graso sintasa que convierte el acetil-CoA en cidos grasos para el almacenamiento en los adipocitos.

La sntesis de SREBP-1c es estimulada por la insulina y reprimida por el glucagn.Tambin suprime la expresin de diversos enzimas gluconeognicos:Glucosa 6-fosfatasaPEP carboxiquinasa FBPasa-1SREBP-1cCREB Protena de unin a los elementos de respuesta a esterolesProtena de unin al elemento de respuesta al cAMPEsta protena activa la sntesis de glucosa 6- fosfatasa y PEP carboxiquinasa.

La inactivacin es estimulada por la insulina, de otros factores de transcripcin inactiva diversos enzimas gluconeognicos en el hgado:PEP carboxiquinasaFructosa 1,6-bifosfatasa.El transportador de glucosa 6-fosfato del retculo endoplsmico La glucosa 6-fosfatasa.

FOXO1 (forkhead box other) estimula la sntesis de enzimas gluconeognicas y suprime la sntesis las enzimas de la gluclisis, de la ruta de las pentosas fosfato y de la sntesis de triacilgliceroles. En respuesta a la insulina, FOXO1 abandona el ncleo y es fosforilado en el citosol por PKB, y a continuacin es marcado por la urbiquitina y degradado por el proteasoma.Factores de transcripcinActan en la regin promotora para afinar con precisin los niveles metablicos, coordinando su actividad en el metabolismo de glcido y grasas.

Son importantes en la regulacin metablica para observar los efectos de mutaciones de genes.

Berenice33Regin promotora de la PEP carboxiquinasa, en donde se muestra la complejidad de las seales reguladoras de este gen.

Factores de transcripcinFOXO1Forkhead box other PPAR2Receptor activado por el proliferador de peroxisomas 2HNF-3Factor nuclear heptico 3SREBP-1Protena de unin al elemento regulador de esteroles 1HNF-4Factor nuclear heptico 4COUP-TFFactor de transcripcin del promotor corriente arriba de la ovoalbmina de gallinaRARReceptor del cido retinoicoGRReceptor de glucocorticoidesT3RReceptor de la hormona tiroideaC/EBPProtena de unin potenciadora de CAATHNF-1Factor nuclear heptico 1NF1Factor nuclear 1ATF3Factor activador de la transcripcin 3CREBProtena de unin al elemento de regulacin de cAMPNFKBFactor nuclearTBPProteina de unin a la secuencia TATAElementos de respuesta y sitios de unin reguladores en el promotordAF2Factor accesorio distal 2dAF1

Factor accesorio distal 1SERElemento regulador de esteroles

AF1Factor accesorio 1AF2Factor accesorio 2GREElemento regulador de glucocorticoidesTREElemento regulador de la hormona tiroideaCREElemento regulador de cAMPFactores de transcripcinActan en el ncleo regulando la expresin de genes especficos que codifican enzimas de las rutas glucolticas y gluconeognica.

La insulina y el glucagn actan en la activacin en los factores de transcripcin con lo que activan e inhiben los genesDiabetes describe la produccin en exceso de orina.

Diabetes Mellitus es la enfermedad en la que est alterada la capacidad de metabolizar glucosa debido a un fallo del pncreas para producir insulina o la resistencia de los tejidos a la insulina.

Mutaciones genticas causantes de formas raras de diabetes Cuantos tipos de diabetes hay?TIPO I tambin llamado diabetes mellitus dependiente de insulina ( IDDM) es debida al ataque autoinmune sobre las clulas . ( Diabetes juvenil).

Tipo II tambin llamado diabetes mellitus independiente de la insulina ( niddm)

Diabetes en los adultos (MODY) en la que mutaciones genticas afectan un factor de transcripcin en el transporte de la seal de la insulina al ncleo o afectan al enzima que responde a la insulina.

Glucosa sangunea de 5 mM desencadenan la liberacin de insulina

Diabetes neonatal permanente hiperglucemia grave

Glucosa sangunea de 7mM MODY2 mutacin del gen hexoquinasa IV (glucoquinasa) afecta al hgado y pncreas

Mody1 y mody3 los defectos son graves asociados a IDDM y NIDDM problemas cardiovasculares, fallo renal y ceguera

Mody4, 5 y 6 son formas menos graves de la enfermedad