esquemas metabólicos 2013

7/29/2019 Esquemas Metabólicos 2013

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UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

FACULTAD DE CIENCIAS VETERINARIAS

QUÍMICABIOLÓGICA

GUÍA DE ESQUEMASMETABÓLICOSPRACTICOS

2013

SECRETARIA DE PUBLICACIONES

CENTRO DE ESTUDIANTES DE VETERINARIA



Curso de Química Biológica

Guía de Esquemas Metabólicos200362013



BIOENERGETICA



Cuando la entropía de un sistema es máxima no puede tener lugar ningúnproceso espontáneo y por lo tanto el sistema está en equilibrio.

Procesoespontáneo

Procesoespontáneo

Equilibrio

Composición del sistema

Entropía

total

Gº́G´

Valor variable para cadainstante de la reacción

G ́= Gº +́R T ln [P]/[R]

Indica si una reacción esespontánea o no espontánea

Valor constante paracada reacción

Gº´ =- R T ln Keq

Indica si una reacción esexergónica o endergónica

RELACION ENTRE LA ENTROPIA Y LACOMPOSICION DE UN SISTEMA AISLADO

DIFERENCIAS ENTRE G ́Y Gº́



COMPUESTOS DE ALTA ENERGIA

Compuestos de alta energía

Compuestos con grupo fosfato

Tioésteres (AcetiCoA, Gº́ =-7,5 kcal/mol)

ENERGIA LIBRE ESTANDAR DE HIDROLISIS DEALGUNOS COMPUESTOS FOSFORILADOS

Fosfoenolpiruvato

Carbamilfosfato

1,3-bifosfoglicerato

Fosfocreatina

Acetilfosfato

Pirofosfato (PPi)

ATP AMP +PPi

ATP ADP +Pi

ADP AMP +Pi

Glucosa 1-P

Fructosa 6-P

Glucosa 6-P

Glicerol 3-P

-14,8

-12,3

-11,8

-10,3

-10,1

-8,0

-7,6

-7,3

-7,3

-5,0

-3,8

-3,3

-2,2

14,8

12,3

11,8

10,3

10,1

8,0 7,6

7,3

7,3

5,0

3,8

3,3

2,2

Variación de energíalibre estándar ( Gº́ )

kcal/mol

Potencial de transferenciadel grupo fosfato (- Gº )́

kcal/molCompuesto

CLASIFICACION

1,3-bisfosfoglicerato



Transferencia del grupo fosfato (-P) desde dadores de fosfato de alta energía hasta aceptores debaja energía, a través del sistema ATP/ADP. La dirección del flujo tiene lugar hacia los compuestosque poseen un potencial de transferencia de grupos fosfato bajo, suponiendo condiciones estándar.

P

O

O-

O-

O-OH2

NO

O

OHOH

P

O

O-

O-

O-

O

O

P N

NN

NH2

NO

O

OHOH

P

O

O-

O

O-

O

O

P N

NN

NH2

P

O

O-

O-

-7,3 kcal/mol

ATP ADP

Gº́

TRANSFERENCIA DE GRUPOS FOSFATO

Fosfoenolpiruvato

Glucosa 6-fosfato

1,3-Bisfosfoglicerato

Glicerol 3-fosfato

ATP ATP

Potencial detransferenciade grupos -P

4

10

8

6

2

12

14

-P

-P -P

-P

16

Gº́ DE HIDROLISIS DEL ATP

fosfato( )



ENZIMAS



ENERGIA DE ACTIVACION EN REACCIONES CATALIZADAS Y NO CATALIZADAS

Energíalibre (G)

E +P

S t

E +S

ES

ES t

Ga no cat

Ga cat

EP

G

Curso de la reacción

GES

1

2

Comparación de los perfiles de una reacción catalizada enzimáticamente (1) y una reacciónno catalizada (2): El complejo enzima-sustrato (ES) tiene menor contenido energético que laenzima (E) y el sustrato (S) por separado. El estado de transición de la reacción catalizadaenzimáticamente (ES t) también posee menor contenido energético que el de la reacción sincatalizar (S t). La disminución de la energía del estado de transición en las reacciones queson catalizadas enzimáticamente supera a la disminución de la energía asociada a la unióndel sustrato y la enzima ( G ). Así la formación del complejo enzima-sustrato disminuye laES

energía de activación de la reacción ( Ga cat versus Ga no cat) y de este modo aumentala velocidad de la misma. La diferencia de energía entre los reactivos y los productos ( G)es igual para la reacción catalizada enzimáticamente y la no catalizada, por lo tanto lasenzimas no alteran la constante de equilibrio de las reacciones.



CINETICA ENZIMATICA MICHAELIANA

tiempo

[P]

Vo

[S]

tiempo

Vo

Vo

V máx

½ V máx

K M [S] 1/[S]-1/K M

1/Vmáx

1/Vo

FORMACION DEL COMPLEJ O ENZIMA-SUSTRATO (ES)

Modelo llave cerradura

Enzima Complejo ESSustrato

Modelo de ajuste inducido

Enzima Complejo ESSustrato



1/Vmáx

1/[S]

1/Vo

-1/K iM

i

-1/K M

INHIBICION ENZIMATICA

enzima sustrato inhibidor producto

INHIBICION REVERSIBLE NO COMPETITIVA

[S]

V máx i

½ V máx i

Vo

V máx

½ V máx

K M

i

Vo

V máx

½ V máx

K M [S]K iM

i

INHIBICION REVERSIBLE COMPETITIVA

INHIBICION IRREVERSIBLE

Referencias

1/Vmáx

1/[S]-1/K M

1/Vmáx i

1/Vo i



ENZIMAS ALOSTERICAS

ENZIMAS REGULADAS POR MODIFICACION COVALENTE

Modelo secuencialo de Koshland

RegulaciónenzimáticaVariación de laconcentración enzimática

Enzimas reguladoras

Inducción de la síntesisde la enzima

Represión de la síntesisde la enzima

Alostéricas

Por modificación covalente

Modelo simétricoo de Monod

Efectores negativos y positivos

[S]K +M K M K -M

VoV máx

½ V máx

forma tensade la enzima

(inactiva)

forma relajadade la enzima

(activa)

sustrato efectorpositivo

efectornegativo

REGULACION ENZIMATICA

P

P2 H O22 Pi

2 ATP 2 ADP

fosfatasa

quinasa

Referencias



N

N

NH2

CH3

N+

S

CH3

OH

Cl-

Descarboxilasas dea- cetoácidos Transcetolasas

Oxidoreductasas

Transacilasas

Oxidoreductasas

Aminotransferasas (Transaminasas)Descarboxilasas de aminoácidos

Carboxilasas

MetilmalonilCoA mutasaMetionina sintetasa

Transferasas de grupos monocarbonados

Tiamina o B1

Riboflavina o B2

Acido Pantoténico o B3

Niacina, B5 o PP

Piridoxina o B6

Biotina, B7 o H

Cobalamina o B12

Acido Fólico, Bc o M

Pirofosfato de tiamina

Flavina adenina dinucleótido (FAD)Flavina adenina mononucleótido (FMN)

Coenzima A

Nicotinamida adenina dinucleótico (NAD)Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP)

Fosfato de piridoxal

Biotina

Coenzima B12

Acido tetrahidrofólico

Vitamina Coenzima Enzimas

CLASIFICACION DE LAS VITAMINAS

VITAMINAS DEL COMPLEJ O B COMO COENZIMAS

Vitaminas

Liposolubles

Hidrosolubles

Retinol o Vit. A

Calciferol o Vit. D Tocoferol o Vit. EFiloquinona o Vit. K

Acido ascórbico o Vit. CComplejo vitamínico B

Vitamina

(Tiamina o B1)

Coenzima

(Pirofosfato de tiamina)

Ejemplo:

N

N

NH2

CH3

N+

S

CH3

OH

Cl-

O

O-

O-

O

P O-

O-

O

P



METABOLISMO

DE

HIDRATOS DE CARBONO



DIGESTION Y ABSORCION DE HIDRATOS DE CARBONO

Luz intestinal Superficie celular Enterocito Capilar sanguíneo

Lactosa

AlmidónGlucógeno

Sacarosa

Maltosa

Maltotriosa

Dextrinas límites

Lactasa

a-glucosidasas

Sacarasa

Galactosa

Glucosa

FructosaGlucosaGalactosaFructosa

Adaptado de Devlin TM, “Biochemistry”, 5th edition, A John Wiley and Sons Eds, 2002.

a-amilasa

GLUT-5

SGLT-1 +Na

ATP

ADP+

K

+K

+Na

GLUT-2

+2Na



GLUCOLISIS

Glucosa

Glucosa 6-fosfato

Fructosa 6-fosfato

Fructosa 1,6-bisfosfato

DihidroxiacetonaFosfato

2 Gliceraldehído 3-fosfato

2 1,3-Bisfosfoglicerato

2 3-Fosfoglicerato

2 2-Fosfoglicerato

2 Fosfoenolpiruvato

2 Piruvato

ATP ATP

ATP

ADP

ADP

+

2 NAD + 2 Pi

+2 NADH + 2 H

ATP

2 ADP

2 ATP

2 H O2

2 ADP

2 ATP

Hexoquinasa

Fosfoglucoisomerasa

Fosfofructo quinasa

Aldolasa

Triosa fosfato isomerasa

Gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa

Fosfoglicerato quinasa

Fosfoglicerato mutasa

Enolasa

Piruvatoquinasa

EtapaPreparativa

Etapa deoxidaciónfosforilante

Etapa dereconversión finaly ganancia de energía

( - ) G 6-P

( + ) AMP , F 2,6 bisP( - ) ATP , citrato

( + ) F 1,6-bisP ( - ) ATP, alanina, Acetil-CoA

Iodoacetato (inhibidor)

Fluoruro (inhibidor)



Glucógeno

Glucosa 1-P

Hexoquinasa

D-Glucosa D-Glucosa 6-Fosfato D-Fructosa 6-P

2+Mg

ATP ADP

2+

Mg

ATP

ADP

D-Fructosa 1,6-bisfosfato

Dihidroxiacetona fosfato

Gliceraldehído 3-P deshidrogenasa

Aldolasa

Fosfoglicerato- quinasa

2+Mg

3-Fosfoglicerato ATP ADP


+ +

NADH + H NAD Gliceraldehído 3-fosfato

Fosfoglicerato mutasa

Enolasa

Espontánea Lactatodeshidrogenasa

2-Fosfoglicerato

Fosfoenol- piruvato

(Enol)piruvato

ANAEROBIOSIS

+ +NADH + H NAD

(Ceto)piruvato

L-Lactato

H O2

ADP

ATP

Los átomos de carbono 1 a 3 de la fructosabisfosfato forman dihidroxiacetona fosfato; en tanto que los carbonos 4 a 6forman gliceraldehído 3-fosfato.

GLUCOLISIS

Fosforilasa

Triosafosfato isomerasa

Adaptado de Murray R., Granner D., Mayes P., Rodwell V., “Bioquímica de Harper”, 15º edición, El Manual Moderno, 2001.

H HH

H

H

H

H

H

HO

OO

O O

2

2

C

C

O P H2

C O P

O

HH

HH

H H

H H

H

OOO

O

H2

C OH

O

OO O

O

H HH

H

H H

HH H

Fosfogluco isomerasa

H2

C O P

O

O O

O

H2

C O P *

HHHH

HHH2

C O P

C

CH2OH

O

2

C

OH

P

CH

COO

H O

2CH O P

C

C

H OH

O

O

P ~ PiC

C

CH

O

OH

O2

H

H

P

2CH

P

COO

C O~

COO

C

2CH

COO

C

CH

OH O

3

COO

C

CH3

HHO

H2

C O P

CH

COO

OH

Piruvato quinasa

Fosfofructoquinasa



Lactato

Fructosa1,6-bisfosfatasa

Glucosa 6-fosfatasa

GLUCONEOGENESIS

Glucosa

Glucosa 6-P

Fructosa 6-P

Fructosa 1,6-Bisfosfato

Gliceraldehído 3-P Dihidroxiacetona P


3-Fosfoglicerato

2-Fosfoglicerato

Fosfoenolpiruvato (PEP)

Piruvato

Oxalacetato

Oxalacetato

Piruvato

GDP + CO2

+NADH + H

+NAD

+NADH + H

+ NAD

+NADH + H

+ + NADH + H NAD

ADP

ATP

ADP

Pi

Pi

Pi

ATP + CO2

ADP + Pi

CICLO DE KREBS

H O2

H O2

Glicerol 3-fosfato

deshidrogenasa

Glicerolquinasa

Glicerol 3-P

Glicerol

Malato Malato

Fumarato Succinil-CoA Propionato

Lactato deshidrogenasa

Vías principales de gluconeogénesis en el hígado. Los puntos de entrada de aminoácidos glucogénicos despuésde la transaminación se indican con el símbolo . Las enzimas claves se indican con doble recuadro.O

.a -Cetoglutarato

+

NADH + H

+NAD

+2Mg


Citosol

Mitocondria

PEP

Retículoendoplasmático

Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa

Piruvato carboxilasa

ATP

GTP

+NAD



GLUCOLISIS Y GLUCONEOGENESIS

REGULACION POR METABOLITOS

Pi Glucosa

Glucosa 6-P

Fructosa 6-P

Fructosa 1,6-bisP

Gliceraldehido 3-P

1,3 Bisfosfoglicerato

3-P Glicerato

2-P Glicerato

Fosfoenolpiruvato

Oxalacetato

Piruvato

ATP

ADP

DHAP

ATP

ATP

ADP

ADP

ADP

ADP + Pi ATP

ATP

(-) ATP (-) Citrato(+) AMP (+) F 2,6-bisP

(-) G - 6 - P

(-) AMP (-) F 2,6-bisP

[G - 6 - P]

(+) F 1,6-bisP(-) ATP (-) Acetil-CoA (-) Alanina

H O2

H O2

CO2

CO2

(+) Acetil-CoA

GTP

GDP

Pi



REGULACION DE LA ACTIVIDAD DE LA ENZIMA BIFUNCIONALFOSFOFRUCTOQUINASA -2 FRUCTOSA 2,6 BISFOSFATASA

Fructosa 6-fosfato (+)

Enzima bifuncional no fosforilada(actividad quinasa)

(+)Bajo nivel deglucos en sangre

H O2

Fructosa 6-fosfato Fructosa 2,6-bisfofato

Enzima bifuncional fosforilada(actividad fosfatasa)

ATP

ADP

Fructosa 6-fosfato (-)

Adaptado de Stryer L., “Bioquímica”, 4º edición, Ed Reverté. 1995.

Pi

CONTROL DE METABOLISMODE LA GLUCOSA POR F 2,6 bisP

CONTROL DE LASINTESIS DE 2,6 -bisP

G 6-P

F 6-P

Fructosa 2,6-bisfosfato

Fructosa 1,6 -bisfosfatasa

F1,6-bisP

DHAP + G 3-P

F 6-P

Fructosa 2,6-bisfosfatasa

- O - P

AMPc

ATP Pi

-OH

Fosfofructoquinasa-2

F 6-P

Fosfofructo-quinasa-1

Fructosa6- fosfato

Adaptapo de Matheus, “Biochemistry”, The Benjamin, 1990.



CICLO DE LAS PENTOSAS

Glucosa 6-fosfato6-Fosfogluconolactona 6-Fosfogluconato

Ribulosa 5-fosfato

Ribulosa 5-fosfato Enediol

Isomerasa

Ribosa 5-fosfato

Ribulosa 5-fosfato Xilulosa 5-fosfato

Segunda fase

Primera fase

+NADP +

NADPH + H

CO 2

+NADP +

NADPH + H H O2

Epimerasa

+H

6-Fosfogluconato

Deshidrogenasa

Deshidrogenasa

HC - OH

HC - OH

HOCH

HC - OH

HC

Ch - O - P2

C = O

HC - OH

HOCH

HCOH

HC

CH - O - P2

O

CH - OH2

C = O

HC - OH

HC - OH

CH - O- P2

O

- C - O

HC - OH

HO - CH

H C - OH

HC - OH

CH - O- P2

CH - OH2

C = O

HC - OH

HC - OH

CH - O - P2

HC - OH

C - OH

HC - OH

HC - OH

CH - O - P2

HC = O

HC - OH

HC - OH

HC - OH

CH - O - P2

CH - OH2

C = O

HC - OH

HC - OH

CH - O - P2

CH - OH2

C = O

HO - CH

HC - OH

CH - O - P2

O-

C - O

HC - OH

HOCH

HC - O

HC - OH

CH - O - P2

Lactonasa

O



ercera Fase

Transcetolasa:Transaldolasa:Transcetolasa:

Rendimiento final:

Xilulosa 5-P Ribosa 5-P Seudoheptulosa 7-P Gliceraldehído 3-P

Transcetolasa

Transaldolasa

Seudoheptulosa 7-P a d h d PGlicer l e í o 3- Fructosa 6-P Eritrosa 4-P

Transcetolasa

Eritrosa 4-P Fructosa 6-PXilulosa 5-P Gliceraldehído 3·-P

C + C = C + C5 5 3 7

C + C = C + C7 3 4 6

C + C = C + C5 4 3 6

3 C = C + 2 C5 3 6

CH OH2

C - O

HOCH

HCOH

H CO - P2

CHO

HCOH

HCOH

HCOH

H CO - P2

CH OH2

C = O

HOCH

HCOH

HCOH + CHO

HCOH HCOH

H CO - P H CO - P2 2

CH OH2

C = O

HOCH

HCOH

HCOH + CHO

HCOH HCOH

H CO P H CO P2 2

CH OH2

C = O

HOCH CHO

HCOH + HCOH

HCOH HCOH

H2 CO - P H CO - P2

CH OH2

C = O CHO

HOCH + HCOH

HCOH HCOH


CH OH2

C = O

HOCH

HCOH + CHO

HCOH HCOH


R 5-P + 2 Xu 5-P « 2 F 6-P + G 3-P

La suma de estás tres reacciones sería:



DIAGRAMA DE FLUJO DEL CICLO DE LAS PENTOSAS

Deshidrogenasa

Deshidrogenasa

Transcetolasa

Transaldolasa

Transcetolasa

Fases

a1

a2

a3

Glucosa 6-P

NADP

NADPH

NADP

NADPH

NADPNADP

NADPHNADPH

Glucosa 6-P Glucosa 6-P

6- Fosfogluconato 6- Fosfogluconato 6- Fosfogluconato+

NADP

NADPHCO2

NADP

NADPHCO2 CO2

Ribulosa 5-P Ribulosa 5-P Ribulosa 5-P

Epimerasa Isomerasa Epimerasa

Xilulosa 5-P Ribosa 5-P Xilulosa 5-P

Gliceraldehído 3-P Seudoheptulosa 7-P

Fructosa 6-P Eritrosa 4-P

Gliceraldehído 3-P

Xilulosa 5-P

Fructosa 6-P



GLUCOGENOLISIS

En hígado:

En músculo:

G 1-P G 6-P Fosfoglucomutasa

G 6-P + H O Glucosa + P2 i

Glucosa 6 fosfatasa

G 6-P Piruvato Anaerobiosis Lactato Vía Glucolítica Aerobiosis CO + H O2 2

Adaptado de Stryer L., “Bioquímica””, 4º edición, Ed Reverté, 1995.

a -1,6- Glucosidasa

Glucosa

libre

Transferasa

Fosforilasa

Glucogeno (n) + P Glucogeno (n-1) + G 1-Pi

Fosforilasa

+



ESQUEMA DE LA GLUCOGENO FOSFORILASA

Centro activo

Centro de uniónal glucógeno

Centro de uniónde nucleótidos

Centro de unión

de nucleótidos

Centro de unión depiridoxal fosfato

Centro activo

Centro de uniónal glucógeno

Centro de unión de

piridoxal fosfato

Centro desimetría

Adaptado de Rawn J., “Bioquímica”. Ed. Patterson (1989)

Control de la fosforilasa en músculo esquelético: la enzima puede adoptar una conformación T (tensa: inactiva) oR (relajada: activa). El equilibrio entre R y T de la fosforilasa a esta desplazado hacia la forma R (activa). En cambio la fosforilasa b está principalmente en la forma T a menos que el nivel de AMP (efector positivo) sea

elevado y los niveles de ATP y G 6-P (efectores negativos) sean bajos.


REGULACION DE LA ENZIMA EN MUSCULO ESQUELETICO

P

PP

P

AMP

ATPG-6-P

Fosforilasa b(Forma R activa)

Forforilasa b(Forma T inactiva)

Fosforilasa a(Forma T inactiva)

Fosforilasa a

(Forma R activa)

Proteinfosfatasa I

Fosforilasa b quinasa

2 ATP 2 ADP

2 Pi 2 H O2



GLUCOGENOGENESIS

ACCION DE LA ENZIMA RAMIFICANTE

REGULACION DE LA GLUCOGENO SINTASA

G 1-P + UTP UDP-Glucosa + P~PPirofosforilasa

P~P + HO2 2 PiPirofosfatasa

UDP-Glucosa + Glucogeno (n) UDP + Glucogeno (n+1) Glucógeno Sintasa

UDP + ATP UTP + ADP Di-fosfoquinasa

Glucosa Hexoquinasa G 6-P

ATP ADP

G 6-P G 1-PFosfoglucomutasa

E.ramificante

P P

Pi H O2

ATP ADP

Proteinfosfatasa I

Quinasas*

Glucógeno sintasa a(Forma R activa)

Glucógeno sintasa a(Forma T inactiva)

++*Proteínquinasa A, Ca Quinasas, Glucogeno sintasa 3-Quinasa

Glucógeno sintasa b(Forma R activa)

Glucógeno sintasa b(Forma T inactiva)

Glucosa-6-fosfato



EFECTO DE LA GLUCOSA EN LA ACTIVIDADDE LA GLUCOGENO FOSFORILASA Y GLUCOGENO SINTASA

EN HIGADO


P

P P

P

P

Glucosa2 Pi2 H O2

PiH O2

Glucógeno Fosforilasa a(Forma R activa)

Glucógeno Fosforilasa a(Forma T inactiva)

Glucógeno Fosforilasa b(Forma T inactiva)

PPI PPI PPI

Glucógeno Sintasa b(Forma T inactiva)

Glucógeno Sintasa a(Forma T inactiva)

Glucógeno Sintasa a(Forma R activa)

PPI: Proteinfosfatasa I

Gliceraldehido Gliceraldehido 3-P

GliceraldehidoQuinasa

Fructosa Fructoquinasa F 1-P

ATP ADP

F 1-P Gliceraldehido + DHAPAldolasa B

ATP ADP

METABOLISMO DE LA FRUCTOSA EN HIGADO



METABOLISMO DE LA GALACTOSA

G 1-P + UTP UDP-G + P~PPirofosforilasa

P~P + HO22 Pi

Pirofosfatasa

UDP-G UDP-Gal Epimerasa

UDP-Gal + Glucosa UDP + Lactosa Lactosa Sintasa

Hexoquinasa

ATP ADP

G 6-P G 1-PFosfoglucomutasa

SINTESIS DE LACTOSA EN LA GLANDULA MAMARIA

UDP + ATP UTP + ADP Di-fosfoquinasa

Glucosa G 6-P

ATP ADP

Gal 1-P G 1-PTransferasa

UDP-G UDP-Gal

Epimerasa

METABOLISMO DE LA GALACTOSA EN EL HIGADO

Galactosa Gal 1-PGalactoquinasa



RESPIRACION

CELULAR



CICLO DE KREBS: CATABOLISMO DEL ACETILCoA

Carbohidratos Proteínas Lípidos

Adaptadode Murray R., Granner D., Mayes P., Rodwell V., “Bioquímica de Harper”, 15º edición, El Manual Moderno, 2001.

Ciclo deKrebs



E a1

E Subunidad de la piruvato descarboxilasa1

E Dihidrolipoamida aciltransferasa2

E Dihidrolipoamida deshidrogenasa3

Subunidad de la piruvato descarboxilasab

COMPLEJO DE LA PIRUVATO DESHIDROGENASA(SU REGULACION)

Piruvato deshidrogenasa

A c t i v a Desfosforilada

Piruvato deshidrogenasa I n a c t i v a Fosforilada

Fosfatasa

H O2

Pi

ADP

ATP

RelaciónNADH/NAD- elevada Ac- CoA/CoA-SH elevada

Relación

NADH/NAD- baja Ac-CoA/CoA-SH baja

ATP

ADP

Fosfatasa(Paso 2)E b1

Quinasa2+Mg

E2

E b1

Quinasa2+Mg

E3

E a1

(Paso 3)

2+2Ca

E2

E2

O H lSer

E3E a1

(Paso 1)

Fosfatasa

E3

E b1

Fosfatasa2+ 2+Ca Ca

E a12-OPO3

lSer

2-OPO3 lSer

2+2 Ca

Quinasa2+Mg

+

Piruvato + CoASH + NAD AcetilCoA + NADH+H + CO2

HOPO 2-3


5



CICLO DE KREBS

Citrato

Cis-aconitato

Isocitrato

a -Cetoglutarato

Succinil-CoASuccinato

CO + NADH+H2

GTP

FADH2

Fumarato

Malato

Oxalacetato

NADH +H

*COO

*

*COO*CH2

Citrato sintasa

SCoA

HSCoA

+NAD + CoA-SH

CoA-SH

Aconitasa

Aconitasa

Isocitratodeshidrogenasa

Succinil CoAsintetasa

Succinato deshidrogenasa

CO + NADH+H2

Fumarasa

a - Cetoglutarato deshidrogenasa

*

*

*

Enzimas alostéricas

La actividad de la succinato deshidrogenasa está modulada por la concentración de oxalacetato, un inhibidor competitivo de la enzima.

*

H O2

Malatodeshidrogenasa

NAD+

NAD+

H O2

FAD

+

GDP + P i

H O2+

+

+

Acetil-CoA

*CH2

C COOHO

CH2COO

-

-

O

C*CH3

COO-

C

-O

CH2

COO-

COO

OHCH

CH2

COO-

-

COO

CHHC

COO-

-

COO-CH2

CH2

COO-

O

C S CoA

CH2

CH2

COO-

COO-C O

CH2

*CH2

*COO-

C

C

H

H

COO

COO-OH

-

-

CH

COO

C COO

*CH2

*COO--

-



RELACION DEL CICLO DE KREBS CON OTRAS VIAS METABOLICAS

Lactato

AminoácidosTransaminasa

Alanina

Glucosa

Acetil-CoA

Oxalacetato

Aminoácidos

Aminoácidos Fumarato

Succinil- CoA

Aminoácidos

Propionato

Glutamato

CO2

Transaminasa

Piruvatocarboxilasa

Aspartato

Citrato Ácidos grasos

a - cetoglutarato

Transaminasa

CO2

REGULACION DEL CICLO

DE KREBS Y DE LAPIRUVATO DESHIDROGENASA

Acetil- CoA

ATP( + ) N AD+ , C oA-SH

( - ) ATPOxalacetato

L-Malato

Fumarato

Succinato

Succinil-CoA

Citrato

Isocitrato

a - cetoglutarato

(-) Succinil- CoA NADH, ATP(+) ADP

( - ) NADH, ATP (+ ) ADP

Aminoácidos

Piruvato

Fosfoenolpiruvato

( - ) NADH, Acetil - CoA

A D P

Adaptadode Murray R., Granner D., Mayes P., Rodwell V., “Bioquímica de Harper”, 15º edición, El Manual Moderno, 2001.

Piruvatodeshidrogenasa

Piruvato



SISTEMAS DE LANZADERA

Membrana externa

Membrana interna

MatrizMitocondrial

Citosol

FADH2+NADH + H

+NAD

DHAP

G P3

DHAP

+FAD

G P3

Membrana

externa

Membrana

interna

Transportador

Transportador

Oxalacetato

Malato

+NADH + H

+NAD

GOT

Glu

Asp

Glu

Asp

Oxalacetato

GOT

Malato+NAD

+NADH + H

A

B

A - Lanzadera de glicerol 3- fosfato (Músculo esquelético, cerebro)

B - Lanzadera malato-aspartato (Hígado, riñón, corazón)

G P : Glicerol 3-fosfato3

DHAP: Dihidroxiacetona fosfato

Glu: glutamato

Asp: Aspartatoa- KG: a- cetoglutarato

Glicerol 3-fosfatodeshidrogenasa

Adaptado de LehningerA., Nelson DL., Cox M., “Principios de Bioquímica”, 2º edición, Worth Publishers, 1997.

a- KG a- KG



DIAGRAMA MITOCONDRIAL

Membrana externa

Membrana interna

Crestas Matriz

DIAGRAMA MITOCONDRIAL. Las mitocondrias son los sitiosde producción de energía en células aeróbicas. Carbohidratos,ácidos grasos y aminoácidos son procesados en la organela.

Crestas Matriz

Membrana externa




CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL

PRINCIPALES FUENTES DE NADH Y FADH PARA SU OXIDACION EN C. R.2

Gliceraldehído3-fosfato

deshidrogenasa

Piruvatodeshidrogenasa

Isocitratodeshidrogenasa

a-cetoglutaratodeshidrogenasa

Malatodeshidrogenasa

3-hidroxil-CoAdeshidrogenasa

NADH

Succinatodeshidrogenasa

Acil-CoAdeshidrogenasa

FADH

C.R. Cadena respiratoria



TOPOGRAFIA DE LA MEMBRANA INTERNA MITOCONDRIAL

Topografía de la membrana interna mitocondrial. 1. NADH-deshidrogenasa; 2. hierro-azufre-proteínas del complejo I; 3. ubiquinona(las barras negras); 4. succinato-deshidrogenasa, azufre-hierro-proteínas; 5. citocromo b ; 6. citocromo b ; 7. citocromo c ; 8. hierroK T 1

-azufre-proteínas del complejo III; 9. citocromo c; 10. Citocromo-oxidasa; 11. complejo F -ATP-sintasa, indicando el canal para1

protones. Los círculos blancos representan al grupo polar de los fosfolípidos y las colas la cadena de ácidos grasos.

Sitios de conservación de energía en la cadena respiratoria

Trasportador de electrones E o

(m V) E

h

(m V)

0´

D G(kcal/mol)

NAD

Ubiquinona

Citocromo bT

Citocromo c

Citocromo a3

Oxígeno

-320

+ 60380 17.5

285 12.9

435 19.6

- 3 0

+255

+385

+8200* Para que sea posible la síntesis de ATP, el valor de D G ´ debe exceder de 7,3 kcal/mol.

´ ´

-

-

-

1 2 3 4

FMN

[S Fe]4

S

FAD

[S-Fe]3

S [

-

-

S

F -

S

] 8

bK

bT

c1

a3

a

5 6

7

9

c

8

[ S

-

]

-

F e

- S

2

F111

+TF0

10



Complejo III

Complejo I

Complejo II

Succinato: ubiquinona (Q)óxidoreductasa

NADH deshidrogenasa

FMN Centros S-Fe

Succinato deshidrogenasa FAD (covalente) Centros S-Fe H emo t i po b

Complejo citocromo bc 1 2 hemos tipo b C en t ro S -Fe Hemo tipo c(cit c )1

Ubiquinol (QH ): citocromo c2

óxidoreductasa

NADH: ubiquinona (Q)óxidoreductasa Citocromo c

Complejo: citocromo a a 2 h emos t i po a I o n e s C u

Complejo IV

½ O2 H O2

Citocromo c oxidasa

UQ/UQH2

p oo l

COMPLEJOS Y VIAS DE TRANSFERENCIA DE ELECTRONES EN LA CADENA RESPIRATORIA MITOCONDRIAL

3




COMPLEJOS Y TRANSPORTE DE ELECTRONES EN LA MEMBRANA INTERNA MITOCONDRIAL

EspacioIntermenbrana

Complejo deNADH-CoQreductasa

Membranainterna SFe

FMNCoQ

4H+

+ + +

2H 2H

Complejo deCoQH -cit c reductasa

NADH H + NAD2H

4HMatriz

Complejo de succinato- CoQ reductasa

2H

Succinato Fumarato + 2H2H

Complejo deCoQH -cit c reductasa

2H

½ O + 2H H O2H

SFe Cit c 1

Cit b 566Cit b 562

SFe CoQH

CoQH2

Cit c Cit c

Cit c

Cu

Cit a

Cu-Cit a-2e

-e

CoQHCoQ

CoQH Cit b566

Cit b562

SFeFAD

SFe

SFe

2

+ +

3

+

2+

2 +

+

+ +

+

+

++

2

2

2

2


e-



CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES MITOCONDRIALVIAS DE TRANSFERENCIA DE ELECTRONES Y

SITIOS DE UNIÓN PARA INHIBIDORES ESPECÍFICOS

Complejo I 1

Complejo II

Complejo III

Ciclo del ácido tricarboxÍlico

Malatoa-cetoglutaratoIsocitratoPiruvato

Succinato

a-Glicerolfosfato (FAD)

Oxidación de ácidos grasos y cuerpos cetónicos

S-Fe

b-hidroxibutiratob-hidroxiacil-CoA

Acetil-CoA

FAD

2

Rotenona Amital

Antimicina A

Monóxido de carbono Azida sódicoCianuro de potasio

1

Citocromo b

S-Fe

Citocromoc

Citocromoa a3 (Cu)3Complejo IV

2

3

Tetrametilen-fenilen- diaminia

Ascorbato


Citocromoc1

Coenzima Q

FMN

S-Fe (4)

FAD

NADH

1

+½ O + 2H2

H O2



FOSFORILACION OXIDATIVA

NADH + HH

H

H

[H ] [H ]

H

[OH ][OH ]

ADP + Pi

Y

+

12

ATP

O2

Esquema que ilustra el funcionamiento de la cadena respiratoria como mecanismo productor de protones yde la ATPasa como enzima vectorial que uti liza según la teoría quimiosmótica, protones para la síntesis de ATP. Lostamaños de las letras correspondientes a H y OH dentro y fuera de la mitocondria representan las respectivas concentraciones

[ H ] = C [ H ] =C

Exterior Interior

HHHHH

HHHH

OHOHOHOHOHOHOHOHOH

H

Bombade

protones

La membrana interna mitocondrial separa dos compartimentos de diferente pH produciendo diferencias en la concentración química

( D pH) y en la distribución de cargas creando una diferencia en el potencial eléctrico ( D y). El efecto neto de esas diferencias es la

fuerza del potencial de protones ( D G).

D G = RT I n (C /C ) + Z F D y2 1

D G = 2.3 RT DpH + F D y

D

+

+

+

++

+

+

+

+

++

+

++

+

+

++

+

+

ext 2 1int

-

--

--

--

--

Adaptadode LehningerA., Nelson DL., Cox M., “Principios de Bioquímica”, 2º edición, Worth Publishers, 1997.

- -

-

-



TRANSPORTE DE ELECTRONES Y TRANSLOCACION DEPROTONES EN LA MEMBRANA INTERNA MITOCONDRIAL

Gradientede pH

(Interior alcalino)

Síntesis de ATPproducida por la fuerza que

genera el movi-miento de H

Potencialeléctrico

(Interior negativo)

Espaciointermembrana

FumaratoSuccinato

Matriz H

ADP + P

1/2O +2H

H O2

H O

ATP

HH

Cit c

NAD

NADH + H

H

+ ++ + + + + + + +

+

- -

- - - -

- --

---- - -

-----

++

+

++

+++

+

+

++

+

+

+

+2

2

+

i

Adaptadode LehningerA., Nelson DL., Cox M., “Principios de Bioquímica”, 2º edición, Worth Publishers, 1997.



ACCION DEL DESACOPLANTE 2-4 DINITROFENOL

ACTIVACION DE LA PROTEINA UCP-1 POR ADAPTACION AL FR IO

Alto pH Bajo pH2,4-Dinitrofenol

NO

NO

HO

HO

HO

-O

-O

El hipotálamo esdetector del frío

Nervio simpáticoCerebro

Noradrenalina

Célula adiposa

marrón

Ácidosgrasos

ATPsintasa

Triacilglicéridos

Proteina quinasa A

AMPc

b-adrenérgicoReceptor

UCP-1H H

H

H O

HNADH

FADH2

½ O + 2H

2

2

+ ++

++

2

2

IONOFORO DE PROTONES QUE EQUILIBRA EL PHA TRAVES DE LA MEMBRANA INTERNA MITOCONDRIAL


Matrizmitocondrial

Adaptadode Devlin TM, “Biochemistry”, 5th edition, A John Wiley and Sons Eds, 2002.



CONSUMO DE OXIGENO MITOCONDRIAL

Mitocondria de hígado

Succinato

ADP

Oligomicina

2-4 Dinitrofenol

C o n c e n t r a c i ó

d e o

í g e

o

n

x

n

C

c

e

r

i ó

d

x

n

o n

n t

a c

n

e o

í g e

o

Inhibición y desacoplamiento de lafosforilación oxidativa en mitocon-drias de hígado.

Demostración de acoplamiento deelectrones a la fosforilación oxida-tiva en mitocondrias de hígado.

O = O2

O = O2

Estado 4 ADP 0

Estado 4

ADPD AP ADP 0

ADP

Succinato

Mitocondrias de h í gado

CONSUMO DE OXIGENO MITOCONDRIAL

s

Demostración de acoplamiento deltransporte de electrones a la fosfori-lación oxidativa en mitocondrias dehígado.




ASPECTOS GENETICOS

DEL

METABOLISMO



SÍNTESIS DE ÁCIDOS NUCLEICOS

fosforribosilpirofosfatosintasa



REPLICACION SEMICONSERVATIVA DEL ADN


MOLÉCULA DE PRIMERA GENERACIÓN

MOLÉCULAS DE SEGUNDA GENERACIÓN

MOLÉCULAS DE TERCERA GENERACIÓN



REPLICACION DE ADN EN PROCARIOTES

REPLICACION DE ADN EN EUCARIOTES

Adaptado de Lodish H., Baltimore D., Berk A., Zipurksky L., Matsudaira P., Darnell J., “Molecular Cell Biology”, 4º edición, 1999



REPLICACION DE ADN EN EUCARIOTES

Adaptadode Rawn J., “Bioquímica”. Ed. Patterson (1989)



Adaptado de Alberts B., Bray D., Lewis J., Raff M., Roberts K., Watson J., “Molecular Biology of the cell”, The Benjamin, 1990.

MECANISMOS DE ACCION DE LAS ADN TOPOISOMERASAS



REPARACION DE ADN



TRANSCRIPCION EN PROCARIOTES


Hélice híbrida ARN-ADN



d

a

d

l

.

e

c ó

g

O E

A

a p

t d o

e A l e n

d e

, “ B i o s

í n t s

i s d e p r o

t e í n a s y

d i g

o

e n

é t i c o

” ,

A ,

1 9 7 2

.



ARN RIBOSOMAL: PROCESAMIENTO Y CONFORMACION DE RIBOSOMAS

Adaptadode Lodish H., Baltimore D., Berk A., Zipurksky L., Matsudaira P., Darnell J., “Molecular Cell Biology”, 4º edición, 1999



E STRUCTURA GENERAL DEL ARNt

En procariotes múltiples moléculas de ARNr y ARNt se obtienen a partir del clivaje de una moléculade ARN precursora, catalizada por ARNasas III y P.





z

z

z

1) ATP + ENZIMA ATP-ENZIMA

2) ATP-ENZIMA + AMINOACIDO AMINOACIL~ ADENILATO-ENZIMA + P~ P

3) P~ P + H O 2 Pi

4) AMINOACIL~ ADENILATO-ENZIMA + ARNt AMINOACIL~ ARNt + AMP + ENZIMA

ATP + AMINOACIDO + ARNt AMINOACIL~ ARNt + AMP + 2Pi

2

ACTIVACION

REACCION CATALIZADA POR LA AMINOACIL ARNt SINTETASA

ETAPAS DE LA BIOSÍNTESIS DE PROTEÍNAS



Adaptado de Matheus, “Biochemistry”, The Benjamin, 1990.

INICIACION



ELONGACION

Adaptadode Matheus, “Biochemistry”, The Benjamin, 1990.



TERMINACION




- Plegamientos (chaperonas y chaperoninas)

- Cortes de la cadena proteica

- Formación de puentes disulfuro

- Adición de grupos funcionales

- Adición de grupos prostéticos

- Adición de metales

- Adición de hidratos de carbono

- Adición de lípidos

MODIFICACIONES POSTRADUCCIONALES

- Plegamientos (chaperonas y chaperoninas)

- Cortes de la cadena proteica

- Formación de puentes disulfuro

- Adición de grupos funcionales

- Adición de grupos prostéticos

- Adición de metales

- Adición de hidratos de carbono

- Adición de lípidos

MODIFICACIONES POSTRADUCCIONALES

TRANSITO CELULAR DE LAS PROTEINAS

Destino delas proteínas

- Citosol

- Núcleo

- Mitocondria

- Retículo endoplasmáticoy Aparato de Golgi

- Lisosomas

- Vesículas secretorias

- Membrana

TRANSITO CELULAR DE LAS PROTEINAS

Destino delas proteínas

- Citosol

- Núcleo

- Mitocondria

- Retículo endoplasmáticoy Aparato de Golgi

- Lisosomas

- Vesículas secretorias

- Membrana



ADN

ADN

REGULACION DE LA BIOSINTESIS DE PROTEINAS EN PROCARIOTES

Adaptadode Blanco A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 1993.

INDUCCION



ADN

ADN

REGULACION DE LA BIOSINTESIS DE PROTEINAS EN PROCARIOTES


REPRESION



A R

N D A

N

n u

l

t d o

c e

ó i

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l

d o

c

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P

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H 2

O

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H 2

O

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H 2

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3

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N H

3

N H

3

C O

2

B B



HORMONAS



ORGANIZACION DEL SISTEMA ENDOCRINO

Secreción hormonal

Eje hipotálamo-hipofisario.

Concentración de metabolitos en sangre(Ej. regulación de glucemia por glucagón/insulina).

Conexión nerviosa periférica

(Ej. Adrenalina).

HORMONAS DEL EJE HIPOTALAMO-HIPOFISARIO

GlucocorticoidesMineralocorticoides

Andrógenos

Corteza Adrenal Tiroides

T3

T4

Ovario

EstrógenosProgestágenos

Testículo

Testosterona

Glándulamamaria Acción general

Crecimiento

Hígado

Somatomedinas

Neurohipófisis Almacenamiento

VasopresinaOxitocina

Interacciones sistema nervioso-sistema endócrino. No se han representado en este cuadro, para no complicarlo, las accionesde retrorregulación. En general, el nivel de hormonas en sangre regula la liberación de la trofina correspondiente.Significado de las siglas:Factores liberadores e inhibidores del hipotálamo:CRH:hormona liberadora de corticotrofina; TRH:hormona liberadora de tirotrofina, LRH:hormona liberadora de hormonasgonadotróficas; PR-RH:hormona liberadora de prolactina; PR-IH: hormona inhibidora de prolactina; GRH: hormonaliberadora de somatotrofina.

Hormonas de la adenohipófisis: ACTH: hormona adreno-cortico-trófica (corticotrofina); TSH: hormona estimulante de tiroides (tirotrofina); LH: hormonaluteinizante; FSH: hormona foliculo estimulante; PR: prolactina; GH: hormona de crecimiento (somatotrofina);T3 y T4: hormonas tiroideas.

Adaptado de Lehninger A., “Principios de Bioquímica”, Ed Omega, 1982.



H1

H2

H3H3

-

-

?

RETROREGULACION DE LA SECRECION DE LAS HORMONAS

TIROIDEAS, GLUCOCORTICOIDES Y SEXUALES

Control endocrino por la glándula hipófisis que supone interrelación con el sistema nervioso central. Losreceptores en el sistema nervioso detectan cambios en el medio ambiente interno o externo y transmitenesta información por impulsos neurales a las neuronas secretoras del hipotálamo. Las hormonas liberado-ras (H1) producidas en respuesta a la energía neural estimulan la rápida liberación de hormona tróficacorrespondiente (H2) de la adenohipófisis. Las hormonas tróficas influyen sobre las tasas de reaccionesexistentes en la glándula endocrina correspondiente (tiroides, corteza adrenal, gónada) e incrementan lasecreción de su hormona (H3), que es llevada por la corriente sanguínea hacia células blanco específi-

cas para provocar una respuesta biológica. El control de retroalimentación negativa es afectado por laconcentración sanguínea del producto endocrino (H3) final, en las células del hipotálamo y la adenohipó-fisis. Los mecanismos autoreguladores locales (X) modifican la actividad funcional de cada componentedel sistema endocrino.



MECANISMOS GENERALES DE ACCION HORMONAL

HORMONAS CON RECEPTOR EN LA MEMBRANA PLASMATICA

3

CASCADA DE AMPc

Hormona

Capilar

Membrana celular

Proteína receptorade membrana

Proteína Gs Adenilato ciclasa

(Inactiva)

Proteína Gs

Citoplasma

El AMPc activa a ciertasproteínas en el interior de la célula

Etapas en la transducción de una señal hormonal a travésde la membrana celular. En la figura se muestra unahormona que se une a un receptor estimulador y por lo

tanto, inicia una cadena de acontecimientos queconducen a la activación, de la adenilato ciclasa y a lasíntesis de AMPc. En el caso contrario, una hormona seuniría a un receptor inhibidor que bloquearía la síntesisde AMPc por la adenilato ciclasa.

(A) La hormona abandona el torrente circulatoriohacia la célula blanco.

(B) La hormona se une al receptor estimulador (Rs), que se halla embutido en la membranade la célula blanco. Un cambio conformacionalen la proteína receptora dispara la secuenciade acontecimientos por la cual la señal setransduce al interior de la célula.

(C) El receptor, con una conformación alterada,interacciona con la proteína G alfa teniendo

lugar un proceso de intercambio GTP=GDP. Deesta forma, la proteína Gs se disocia en undímero G beta-gamma y un complejo activoG alfa-GTP.

(D) El complejo G alfa-GTP interacciona con laadelinato ciclasa (AC) situada en la cara internade la membrana plasmática. La adenilato ciclasaasí activada convierte rápidamente ATP en AMPc.La biosíntesis de AMPc en el citosol constituyeel resultado de la transmisión de la señal desde lahormona extracelular hasta el interior de la célula.




Activación de la proteína quinasa dependiente de AMPc:Las proteínas quinasas dependientes de AMPc son tetrámeros formados por dossubunidades catalíticas (C ) y dos subunidades reguladoras (R). El AMPc se une a lassubunidades reguladoras y el tetrámero se disocia en dos subunidades catalíticas y undímero de subunidades reguladoras unidas al AMPc.

Proteína quinasa A = Proteína quinasa dependiente de AMPc




ACCION DE LA PROTEINA QUINASA A

SOBRE LA FOSFORILASA Y GLUCOGENO SINTASA

La unión de AMPc a la quinasa A activa esta enzima parafosforilar y como consecuencia activar a la fosforilasa quinasa,

la cual a su vez fosforila y activa a la fosforilasa, enzima quedegrada el glucógeno. La quinasa A también directa e indirec-tamente aumenta la fosforilación de la glucógeno sintasa, lacual inhibe la enzima y por lo tanto se inhibe la síntesis deglucógeno (esquema no mostrado).

SOBRE LA PROTEINFOSFATASA I

La proteinfosfatasa I (PPI) es la enzima que desfosforilaa la fosforilasa quinasa activa y a la fosforilasa activa,de las reacciones (*) del esquema anterior.

La unión del inhibidor proteico fosforilado inhibea la proteinfosfatasa I




Una moléculade hormona

Receptor proteico

AmplificaciónSubunidad alfade proteína Gs

Adenilato ciclasaactiva

Amplificación

AMPc

Amplificación

Proteína quinasa A

Enzima X

Amplificación

Productos dela enzima X

Cada receptor proteico activado, puede activar muchas moléculas de proteínas Gs, cada unade las cuales libera una subunidad alfa, quepuede activar una molécula de adenilato ciclasapor un período prolongado.

Cada molécula de adenilato ciclasa,genera muchas moléculas de AMPc.

Las moléculas de AMPcactivan la Proteína quinasa A

Cada molécula de Proteína quinasa A,puede fosforilar y por lo tanto activar muchas moléculas de enzimas X

Cada molécula de enzima Xproduce muchas moléculasde producto

MECANISMO DE AMPLIFICACION EN CASCADA




PLCB

(*)

IP asa

CICLO DEL FOSFATIDIL INOSITOL BISFOSFATO

Ciclo del Fosfaditil Inositol Bifosfato (PIP :2

Cuando una hormona (H) se une a un receptor (R) en la membrana plasmática, se inicia una cascada de acontecimientospor la cual una proteína G activa a la fosfolipasa C beta (PLC ). Esta enzima hidroliza al PIP para generar inositol 1,4,5-trifosfato (IP2 3B

y 1,2-diacilglicerol (DG). El IP se une entonces a un receptor del retículo endoplasmático, induciendo la apertura de un canal32+

de calcio. Los iones Ca así liberados al citosol intervienen en el control de numerosos procesos biológicos. El DG y el calcio activan la proteína quinasa C (PKC). La PKC fosforila proteínas que participan en mecanismos de crecimiento y diferenciación. La fosfatasa del IP (IP asa), una proteína situada en la membrana plasmática, convierte el IP en inositol 1,4-bisfosfato3 3 3

(IP ), finalizando la transmisión de la señal. Por último, la hidrólisis del IP produce inositol 1-fosfato (IP), que es convertido2 2

en inositol e incorporado en otra molécula de PIP .2

)

)

3




ESTRUCTURA DEL RECEPTOR DE INSULINA

- S - S

- - S - S

-

-S-S-

NH3+

-

-COO-

+H3N -

-OOC-

COO-

-NH3+

- -

+H3N-

-OOC

Dominiorico encisteína

Cadenasa

Cadenas b

Membranaplasmática

Dominio detirosina quinasa

MEDIOEXTRACELULAR

CITOSOL

El receptor de insulina está formado por dos cadenasa y dos cadenasb. El sitio de unión a la insulina está ubicado sobre el medio extracelular de lamembrana plasmática, y el dominio de la tirosina quinasa está del ladocitosólico.




Membrana plasmática

MEDIOEXTRACELULAR

CITOSOL

Insulina

Receptor deinsulina

La actividad catalítica se inicia por

la unión de insulina

ATP

ADP

Actividad catalítica aumentada en

forma independiente de la union de

Insulina- P

- P

P -

P-

Dominio de tirosinaquinasa

ACTIVACION POR AUTOFOSFORILACION DE TIROSINAQUINASA CORRESPONDIENTE AL RECEPTOR DE INSULINA





Abreviaturas: IRS-1: sustrato 1 del receptor de insulina; ERK: MAP quinasa (proteína quinasa activadapor mitógeno); MEK: MAP quinasa quinasa; MEKK: MAP quinasa quinasa quinasa; PI-3K: fosfatidil Inositol-3 quinasa; PIP : fosfatidil inositol bisfosfato; PIP : fosfatidil inositol trifosfato; PDK: quinasa2 3

dependiente de PIP ; PKB: proteína quinasa B; PDE: fosfodiesterasa; PLC : fosfolipasa C insulino3 ID

dependiente; GPI: glucosil fosfatidil inositol; IGP: inositol glicano fosfato; DAG: diacilglicerol

MECANISMO DE ACCION DE LA INSULINA

GLUT 4

P-tyr tyr-P

Glucosa

IRS-1P- -P

MEK -PP-

ERK -PP-

SOS

MEKK

ras

raf Grb 2

-PP-

Fosforilación de Factores deTranscripción

Reguladores

PKB(Akt)

PIP2 PIP3

PDK

PDE

AMPc 5´AMP

GPIIGP + DAG

Proteinfosfatasas

PI-3K

-PP- Síntesis deGlucógeno

Síntesis de Lípidos

Reclutamientode GLUT-4

Núcleo

SitiosPromotoresEnhancersSilencers

PLCID

Insulina



Hormona

Receptoresinactivos

Receptoresactivados(dímero)

ADN

ARNm

Activación detranscripción

Núcleo

Citoplasma Proteína

Síntesisde proteína

MECANISMO DE ACCION DE LAS HORMONAS ESTEROIDEAS

HORMONAS CON RECEPTORES INTRACELULARES

Citosol

Adaptado de Blanco A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 1993.



Hormona

Transcripcióninactiva

Núcleo

CitoplasmaProteína

Síntesisde proteína

Activación detranscripción

ADN

ADN

ARNm

MECANISMO DE ACCION DE LAS HORMONAS TIROIDEAS

Citosol




REGULACION

DE

GLUCEMIA



Glucogenolisis(Hígado)

Gluconeogénesis(Hígado)

Ingesta

Digestión

Absorción intestinal

Glucólisis

Glucogenogénesis(Hígado-Músculo)

Vía de las pentosas

Glucosa ensangre

ENTRADA Y SALIDA DE GLUCOSA A SANGRE



PAR FISIOLOGICO INSULINA-GLUCAGON

Efectos del glucagón y la insulina sobre la concentración de glucosa en sangre.

Células a Células bPANCREAS

Glucagon Insulina

Glucógeno

Glucosa

HIGADO

Glucógeno

Glucosa

Aumento de laconcentración deglucosa en sangre

Disminución de laconcentración deglucosa en sangre



Aumento de la glucemia

Liberación de insulina

Remoción de glucosa sanguínea yalmacenamiento como glucógeno

La insulina se une a receptores de membranaen células hepáticas

Aumento de laactividad de

glucógeno sintasa

La insulina se une a receptoresde membrana en adipocitos y

células musculares

Aumento de la captación deglucosa

Exocitosis y activación detransportadores de glucosa

Liberación de glucagón

Disminución de la glucemia

El glucagón se une a receptores de membrana.

Activación deadenilato ciclasa

Aumento de AMPc,activación de quinasadependiente de AMPc

Activación de glucógenofosforilasa

Inhibición deglucógeno sintasa

Degradación de glucógeno aglucosa, liberación de glucosa

a la sangre.

REGULACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE GLUCOSA EN SANGREREGULACION DE LA CONCENTRACION DE GLUCOSA EN SANGRE



Glucagón

(hígado)o Adrenalina

(hígado y músculo)

ATP

Adenilatociclasa

AMPc

Proteína quinasa A(inactiva)

Proteína quinasa A(activa)

Glucógeno sintasa (activa)

(inactiva)

Se inhibe laglucogenogénesis

Inhibidor de laProteinfosfatasa I

(inactivo)

Inhibidor de laProteinfosfatasa I-P

(activo)

Fosforilasa b quinasa (inactiva)

Fosforilasa b quinasa- P (activa)

Fosforilasa b(inactiva)

Fosforilasa a- P(activa)

Se inhibe laProteinfosfatasa I

Enzima que cataliza la desfosforilacion

de las reacciones 1, 2 y 3

Glucógeno (n) + Pi Glucógeno (n-1) + G 1-P

Se activa laglucogenolisis

* En músculo la Fosforilasa b quinasa se activa por Ca2+

2*

1

3

SISTEMA HIPERGLUCEMIANTE

- GLUCAGON

- ADRENALINA

- GLUCOCORTICOIDES

ACCIONES DEL GLUCAGON Y ADRENALINA SOBRE EL METABOLISMO DEL GLUCOGENO

-

Glucógeno sintasa-P



ACCIONES DEL GLUCAGON

Glucogenolisis Lipólisis Aumento de

AMPc

GLUCAGON O ADRENALINA

Gluconeogénesis

Acetil CoA AminoácidosGlucogénicos

Piruvato

Oxalacetato

Efector

b -oxidación: ENERGIA

Glicerol + Ácidosgrasoslibres

ACCIONES GENERALES DEL GLUCAGON Y ADRENALINA



ACCIONES DEL GLUCAGON MECANISMOS

[AMPc] en hígado y tejido adiposo Activación de la cascada de AMPc

Glucogenolisis Activación por fosforilación de la fosforilasa del glucógeno

Lipólisis Activación por fosforilación de la lipasa sensible a hormona

Gluconeogénesis Provisión de sustratos y energía para la vía

Glucólisis (en hígado) i P (en hígAdo)

Síntesis de glucógeno Inhibición por fosforilación de la glucógeno sintasa

Síntesis de ácidos grasos Disminución de la actividad de Acetil CoA carboxilasa

(en hígado) (ver regulación de lipemia)

ACCIONES DE LA ADRENALINA MECANISMOS

[AMPc] en hígado, músculo y tejido adiposo Activación de la cascada de AMPc

Glucogenolisis Activación por fosforilación de la fosforilasa del glucógeno

LipÓlisis Activación por fosforilación de la lipasa sensible a hormona

Glucólisis en tejido muscular Provisión de sustrato por intensa glucogenolisisUmento de la [FRuctosa 2, 6 di P] enmúsculo

Síntesis glucógeno Inhibición por fosforilación de la glucógeno sintasa

Secreción de glucagón En las células a del páncreas predominan los receptores badrenérgicos

Secreción

d

e insulina En las células b del páncreas predominan los receptores aadrenérgicos

MECANISMOS

Disminución de la [Fructosa 2,6-bisP]

Gluconeogénesis Disminución de la [Fructosa 2,6-bisP]

Glucólisis en hígado Disminución de la [Fructosa 2,6-bisP]

Provisión de sustrato por intensa glucogenolisis

B

e

d

Provisión de sustratos y energía para la víaDisminución de la [Fructosa 2,6-bisP]



CICLO DE CORI

CICLO DE GLUCOSA-ALANINA

Lactato

Glucosa

Gluconeo-génesis

Glucosaen sangre Glucosa

LactatoLactato ensangre

Glucólisis ATP para lasíntesis

ATP para lacontracción

Músculo en contracción rápida

HígadoMúsculo Sangre

Glucosa

Alanina

Glucosa

Gluconeo-génesis

Piruvato

NH3

Glutamato

a-Cetoglutarato Alanina

Urea

Ciclo dela urea

Glucosa

Glucólisis

Piruvato

Proteínamuscular

Aminoácidos

NH3

Glutamato

a-Cetoglutarato Alanina

Alaninaaminotransferasa

Ciclo de glucosa-alanina. Funciona de modo dual: (1) transporte de gruposamino desde el músculo esquelético hasta el hígado para convertirse en ureay (2) proporciona al músculo en ejercicio glucosa sanguínea elaborada por elhígado a partir del esqueleto carbonado de la alanina.

Alaninaaminotransferasa

Esqueletoscarbonados

Hígado



EFECTOS GENERALES DE LOS GLUCOCORTICOIDES

EFECTOS ANABÓLICOS

EFECTOSCATABÓLICOS

Músculo Aminoácidos

Tejidoadiposo

Glicerol

Ácidos grasos

Proteólisis

Lipólisis

Gluconeogénesis

Glucosa E n e r g í a

Glucosa en sangre

*

GLUCOCORTICOIDES

* Los glucocorticoides inhiben la entrada de glucosa en tejido muscular, adiposo.

Hígado



SISTEMA HIPOGLUCEMIANTE: INSULINA

SINTESIS DE INSULINA EN LAS CELULAS b DEL PANCREAS

Esquema del mecanismo de biosíntesis de insulina en las célulasb del páncreas.

Adaptadode Gotto A, Henry JR, Pownoll S, Havel R. Enzimology 28, 1986.



ACCIONES DE LA INSULINA

Permeabilidad a la glucosa en músculoy tejido adiposo

Glucólisis

Vía de las pentosas

Glucogenogénesis

Síntesis de lípidos

Gluconeogénesis

Lipólisis

MECANISMOS

Reclutamiento de transportadores de glucosa hacia lamembrana celular (ver figura).

Aumento de la [Fructosa 2,6-bisP] y de la glucoquinasaen hígado. Síntesis de enzimas claves de la vía.

+ Activación de la vía por aumento de la [NADP ] debido ala activación de la síntesis de ácidos grasos.

Activación de la fosfodiesterasa y de las fosfatasas: Seactiva la glucógeno sintasa por defosforilación.

Activación de Acetil CoA carboxilasa (síntesis de ácidos grasos)

Síntesis de las aciltransferasas (síntesis de triacilglicéridos) Aumento de la [Fructosa 2,6-bisP] en hígado. Inhibición dela síntesis de enzimas claves de la vía.

Activación de fosfodiesterasa y de fosfatasas: se inactivala lipasa por desfosforilación.

ACCIONES DE LA INSULINAACCIONES GENERALES DE LA INSULINA



RECLUTAMIENTO DE TRANSPORTADORES DE GLUCOSA PORACCION DE LA INSULINA EN TEJIDOS APIDOSO Y MUSCULAR

1- Unión de la insulina con la porción externa del receptor y activación de tirosina quinasa.

2- Fosforilación del IRS-1 y activación de fosfoinositol-3 quinasa (PI-3K)

3 y 4- La PKB da la señal para el movimiento de las vesículas quecontienen los transportadores GLUT-4 hacia la membrana plasmática

5- Las vesículas se fusionan con la membrana plasmática

6- Se acelera así la entrada de las moléculas de glucosa

7- Se produce una invaginación de la membrana plasmática

8- Escisión de la vesícula y la membrana plasmática

9- Fusión de la vesícula con endosomas

10- Formación de nuevas vesículas a partir de endosomas

OOH

OOH

OOH

OOH

OOH

OOH

OOH

OOH

OOHO

OH

OOH

OOH

Grupofosfato

IRS-1

Insulina

Receptorde insulina

Membrana celular

Transportador GLUT-4

Transporte de glucosa

VesículaIRS-1-P Escisión

1

2

3

4

56 7

8

910

Endosoma




ACCIONES DE INSULINA SOBRE AMPc E INHIBIDOR DE PROTEINFOSFATASA I

Se interrumpe lacascada fosforilante

ATP

AMPc 5´AMPFosfodiesterasa

INSULINA

Inhibidor de laProteinfosfatasa I(inactivo)

Inhibidor de laProteinfosfatasa I-P(activo) Proteinfosfatasa

INSULINA

Se activa laProteinfosfatasa I

REACCIONES CATALIZADAS POR LA PROTEINFOSFATASA I ACTIVADA POR INSULINA

Glucógeno sintasa-P(inactiva)

Glucógeno sintasa(activa)

Fosforilasa b quinasa-P(activa)

Fosforilasa b quinasa(inactiva)

Fosforilasa a-P(activa)

Fosforilasa b(inactiva)

Proteinfosfatasa I

Proteinfosfatasa I

Proteinfosfatasa I



METABOLISMO

DE

LIPIDOS



DIGESTION Y ABSORCION DE LIPIDOS

Luz intestinal Enterocito Linfa

TAG

PL

Col-AG


Colesterol esterasa

Lipasa pancreática

Fosfolipasa A2

MAG

AG

Col

Liso-PL +

Resíntesis deTAG, PL y Co-AG. Formación del

Quilomicrón Quilomicrón

Abreviaturas: TAG, triacilglicéridos; PL, fosfolípidos; Col-AG, colesterol esterificado; MAG, monoaciglicéridos; AG, ácidos grasos libres; Liso-PL, lisofosfolípidos; Col, colesterol libre.

Bilis



acil CoA

sintetasa CPT I

CPT II

translocasa

ácido graso acil-CoA CoASH

carnitina acilcarnitina

CoASHacil-CoAb-oxidación

membrana

mitocondrialexterna

membrana

mitocondrialinterna

matrizmitocondrial

DEGRADACION DE ACIDOS GRASOS

ACTIVACION DEL ACIDO GRASO

-CH (CH ) - COO + ATP (GTP) + CoASH3 2 n

acil-CoA sintetasa

CH (CH ) - CO - S - CoA + AMP (GMP) + PPi3 2 n

PPi + H O2pirofosfatasa

2Pi0 -1

DG ’ = -8,0 kcal mol

ENTRADA DEL ACIL-CoA A LA MITOCONDRIA




a

b

a

a

a

a

b

b

b

b

b-OXIDACION

ACIDOS GRASOS SATURADOS DE CADENA PAR

b-oxidación de los ácidos grasos saturados. Una vuelta de b-oxidación consta de cuatroreacciones enzimáticas que generan una molécula de FADH , otra de NADH y otra de2

acetil-CoA, así como una molécula de acil-CoA acortada en dos átomos de carbono conrespecto a la molécula de acil-CoA que entró en el ciclo.

acil-CoA

acil-CoA acortado en2 átomos de carbono

2Trans-D -enoil-CoA

L-3-hidroxiacil-CoA

b

L-3-hidroxiacil-CoAdeshidrogenasa

3-cetoacil-CoA

acetil-CoA

Oxidación (1)

Hidratación (2)(3) Oxidación

(4) Tiólisis

acil-CoAdeshidrogenasa

enoil-CoAhidratasa

tiolasa




b-OXIDACION

ACIDOS GRASOS SATURADOS DE CADENA IMPAR

Acido graso de 15 átomos de carbono

CCC/CC/CC/CC/CC/CC/CC

Propionil-CoA

BicarbonatoD-metilmalonil-

CoA

L-metilmalonil-CoA

Succinil-CoA

carboxilasa

racemasa

mutasa

biotina

coenzima B12

Conversión del propionil-CoA en succinil-CoA. Este proceso requiere tres enzimas:propionil-CoA carboxilasa, metilmalonil-CoA racemasa y metilmalonil-CoA mutasa.




2Trans-D -enoil-CoA

3cis-D -enoil-CoA

isomerasa

Acil-CoA

2,4-dienoil-CoA

3cis-D -enoil-CoA

Acil-CoAdeshidrogenasa

2,4-dienoil-CoAreductasa

Isomerasa

Dos enzimas accesorias, la2,4-dienoil-CoA reductasa y

3la cis-D -enoil isomerasa,

hacen posible la b-oxidaciónde ácidos grasos poliinsatu-rados que contienen un dobleenlace cis en posición par.

b-OXIDACION

ACIDOS GRASOS INSATURADOS

4 3 2 1=CC

4 3 2 1

=

=

C C CH

H

C C5 4

H H=

5 4- - - -C C

HH H

5 4 3 2C CH H=

--- -- -

5 4 3 2

=

HC C

H HH C - (CH ) - C = C - CH - C - S - CoA3 2 5 2

4 3 2 1

O

HH C - (CH ) - CH - C = C - C - S - CoA3 2 5 2

H 4 3 2 1

O

H HR - C = C - CH - CH - C - S - CoA2 2

5 4 3 2 1

O

O

O H H

R - CH - C = C - CH - C - S - CoA2 2

5 4 3 2 1

O HR - CH - CH - C = C - C - S - CoA2 2

H 5 4 3 2 1

2Trans-D -enoil-CoA

+NADPH + H

+NADP

FAD

FADH2

3 2C1

CC-R S-CoA



glucosa

ribosa 5-fosfato

+2 NADP

+2 NADPH + 2H

piruvato

piruvato

acetil-CoA

oxalacetato citrato

acil-CoA

acil-CoA

piruvato malato oxalacetato

H2O-

HCO3

+NADP+

NADPH + H+

NAD +NADH + H

ATP

ADP

+H

-HCO3

ATP

ADP + Pi

malonil-CoA

acetil-CoA

citrato

MITOCONDRIA

Glucólisis

Vía de

las

Pentosas

b-oxidación

Ciclo de Krebs

Enzima málica+

dep. NADPMalato deshidrogenasa

+dep. NAD

Citratoliasa

Acetil-CoAcarboxilasa

Mecanismos de producción de acetil-CoA,malonil-CoA y NADPH. Estas moléculasdeben estar presentes en el citosol paraque ocurra la biosíntesis de ácidos grasos.

SINTESIS DE ACIDOS GRASOS

MECANISMOS DE PRODUCCION DE ACETIL-CoA, MALONIL-CoA Y NADPH

=

=

=




Acetil-CoA

Malonil-CoA

Complejo de la ácidograso sintasa cargadocon un grupo acetiloy un grupo malonilo

condensación

reducción del

grupo b-ceto

deshidratación

reducción deldoble enlace

Translocación del grupobutirilo a laCis de KS

b-cetobutiril-ACP

b-hidroxibutiril-ACP

2trans-D -butenoil-ACP

Butiril-ACP

Complejo de la ácido graso sintasa:- Acetil-CoA-ACP transacetilasa (AT)- Malonil-CoA-ACP transferasa (MT)

- b-ceto-ACP sintasa (KS) que contiene un residuo cis-SH

- b-cetoacil-ACP reductasa (KR)

- b-hidroxiacil-ACP deshidratasa (HD)- Enoil-ACP reductasa (ER)- Deacilasa- En el centro se encuentra la proteína portadora de acilos (ACP)con su brazo de fosfopanteteína que acaba con otro -SH. Se muestran sombreadas lasenzimas que actuarán en el pasosiguiente.

SINTESIS DE ACIDOS GRASOS

Adaptado de Lehninger A., Nelson DL., Cox M., “Principios de Bioquímica”, 2º edición, Worth Publishers, 1997.



SINTESIS DE TRIACILGLICERIDOS Y FOSFOLIPIDOS

Fosfatidilcolina o Lecitinay

Fosfatidiletanolamina

TEJIDOADIPOSOTEJIDO

HEPATICO

INTESTINO

Monoacilglicerolaciltransferasa (intestino)


CDP-colina



Tiolasa

HMG-CoAsintasa

HMG-CoAreductasa

Acetil-CoA

Acetoacetil-CoA

b-hidroxi-b-metilglutaril-CoA(HMG-CoA)

Mevalonato

Acetato

Mevalonato

Isopreneactivado

Escualeno

Colesterol

isoprene

Resumen de la biosíntesis de colesterol.El proceso ocurre en cuatro etapas. En la etapa 1 las tresunidades de acetato se condensan para formar un interme-diario de seis átomos de carbono, el mevalonato. En la etapa2 se da la conversión de mevalonato a unidades de isopreneactivado. En la etapa 3 ocurre la polimerización de las unida-des de isoprene para formar la estructura lineal de treinta áto-mos de carbono del escualeno. Finalmente en la etapa 4 laciclización del escualeno forma los cuatro anillos del núcleoesteroide, y una serie de cambios posteriores genera el pro-ducto final, colesterol.

Formación de mevalonato a partir de acetil-CoA. El origen de los carbonos 1 y 2 del mevalonato se muestran en cuadros sombreados.

SINTESIS DE COLESTEROL

Adaptado de Lehninger A., Nelson DL., Cox M., “Principios de Bioquímica”, 2º edición, Worth Publishers, 1997.



LIPOPROTEINAS

Y

REGULACION DE LIPEMIA



TRANSPORTE Y UTILIZACIÓN DE LIPIDOS

ESTRUCTURA GENERAL DE UNA LIPOPROTEINA PLASMATICA

Proteína

Fosfolípido Colesterol

Esteres de colesterolo

Triacilglicéridos

CLASIFICACION Y FUNCION DE LAS LIPOPROTEINAS PLASMATICAS EN HUMANOS

Lipoproteína

Partícula

Tamaño(nm)

Densidad(g/ml)

Movilidad elec-troforética (en re-lación a las prot.Plasmáticas)

Contenido enproteínas ycomponentes

Composiciónde lípidos

Quilomicrones

VLDL

100-1000 0,900-0,950

30-50 0,950-1,006

L D L 2 0 - 2 5 1 , 0 0 6 - 1 , 0 63

HDL 8-10 1,063-1,210

Inmóvil(demasiadogrande)

Pre-beta

Beta

A Alfa

1% A-I, A-II, B-48C-I, C-II, C-III, E

10%B-100, C-I, C-IIC-III, E

26%B-100

45% A-I, A-II, C-IC-II, C-III, E

TAG 90%PL 4%CH 5%

TAG 60%PL 1 5%CH 15%

TAG 10%PL 2 2%CH 42%

TAG 5%PL 3 0%CH 20%

* A, B, C, E= clases de apolipoproteínasTAG: triacilgliceroles; PL: fosfolípidos; CH: colesterol y ésteres de colesterol

100




TAG

EC

Vidamedia en sangremenos de 1 hora

Destino metabólico de los quilomicrones (apo-A, apolipoproteina A; apo-B, apolipoproteina B; apo-C, apolipoproteina C;

apo-E, apolipoproteina E; HDL, lipoproteina de alta densidad; TAG, triacilglicéridos; CH, colesterol; EC, ésteres de colesterol; PL, fosfolípidos).Vida media en sangre menos de 1 hora.

TAG de la dieta

Intestinodelgado

Quilomicrón naciente

Quilomicrón

Tejidosextrahepáticos

Remanente de quilomicrón receptor (apo-E)

Remanentes de quilomicrón

Glicerol

Acidos grasos

Receptor paraapo-E

Linfáticos

Colesterol

Acidos grasos

Hígado

Lipoproteinlipasa

ESQUEMA DE LA UNION DE UN QUILOMICRON A LA LIPOPROTEINLIPASA

Quilomicrón

Apo C II

Lipoproteinlipasa

Cadena depolisacáridos

Superficie endotelial de la célula

Triacilglicéridos

Glicerol + Acidos grasos

DESTINO METABOLICO DE LOS QUILOMICRONES

E PLEC

HDL

B48

TGC

TAG

CH

TGC

TAG

EC

TAGCH

B48

B 48

E

E

C

A

B48 A

A

A

101





VLDL,lipoproteinas de muy baja densidad; LDL, lipoproteinasde baja densidad; HDL, lipoproteina de alta densidad; IDL, lipoproteina de densintermedia; Apoproteinas A, B100, C, E; TAG, triacilglicéridos; CH, colesterol; EC, ésteres de colesterol; P, fosfolípidos.



AG

H y

H

HH

H: colesterol



MOLECULAS RELACIONADAS CON EL TRANSPORTE DE LIPIDOS PLASMÁTICOS YSUS FUNCIONES

COMPONENTE FUNCION LIPOPROTEÍNAS Quilomicrones Transporte de lípidos de la dieta

VLDL (Lipoproteinas de muy baja densidad)

-Exportación de triglicéridos y colesterol desde el hígado. -Distribución de triglicéridos al tejido adiposo y muscular.

LDL

(Lipoproteínas de baja densidad) -Distribución de colesterol a los tejidos periféricos.

HDL (Lipoproteínas de alta densidad)

Transporte de colesterol hacia el hígado (“transporte reverso”) .

APOLIPOPROTEINAS

A – I -Proteína estructural de las HDL -Activa la LCAT

B48 Proteína estructural de quilomicrones

B100 -Proteína estructural de de las VLDL y LDL

-Se fija al receptor de LDL C-II Activador de la LPL

E -Se fija al receptor de remanentes-Se fija al receptor de IDL

RECEPTORES

LDL -Fijan apo B-100-Captan LDL

Recep t o r e s d e r emanen t e s -Fijan apo E

-Captan remanentes de quilomicrones e IDL

ENZIMAS

LPL (Lipoproteínlipasa)

-Hidroliza los triglicéridos de los quilomicrones y VLDL

LH ( L i p a s a H e p á t i c a ) -Hidroliza triglicéridos y fosfolípidos de las IDL y HDL2

LCAT (lecitina- colesterol acil transferasa) -Esterificación del colesterol y su incorporación en HDL

Proteína de transferencia de ésteres de

colesterol (CEPT).

-Transfiere esteres de colesterol de HDL a

quilomicrones y VLDL

Í

I



CARACTERISTICAS Y COMPOSICION DE LAS LIPOPROTEINAS PLASMATICAS DE PERRO Y GATO

LIPOPROTEÍNAS Especie

Diámetro(nm) Densidad MovilidadElectroforé-tica

Triglicéridos(%)

Coleste- r o l ( % )

Fosfolípi- d o s ( % )

Proteínas (% ) Apolipoproteínas

QUILOMICRONES PerroGato

75-1200 < 0.900 Origen 80-95 2-7 3-6 1-2 B48; A; C; E

VLDL Perro Gato

26-80 0.930-1.006 Pre Beta 59-62 12-15 14-16 10-12 B100; C; E,(B48 en perro)

LDL PerroGato

16-25 1.019-1.0871.030-1.043

Beta 22-42 8-30 23-24 23-27 B100

HDL 1 Perro 10-35 1.025 Alfa 2 1-2 35-36 40 22-23 A; C; E

HDL 2 Perro Gato

9-12 1.063-1.100 Alfa 1 1 30 35 33 A; C; E

HDL 3 Gato 5-9 1.100-1.210 Alfa 1 1 21 35 43 A; C

B100; B48; C; E

PerroGato



Diferencias entre mamíferos LDL y HDL

M am í f e r o s L D L M am í f e r o s H D L (humano, cerdo, conejo, camélidos, monos) (canino, felino, bovino, equino, rata)

- Presentan alta actividad de *CETP, debido a la

transferencia de ésteres de colesterol desde lasHDL a las VLDL con intercambio de TAG(transporte reverso de colesterol) se originan LDLcon alto contenido en ésteres de colesterol,principalmente en dietas ricas en lípidos.

- Presentan baja o nula actividad de *CETP, esto

implica que las HDL tienen alto contenido deésteres de colesterol y apoE, lo que resulta en laformación de una partícula de mayor tamaño ymenor densidad (HDL1 con movilidadelectroforética 2). En este caso, el transportereverso del colesterol puede que se complete víacaptación hepática de colesterol de HDL.

*CETP: "Proteína transportadora de ésteres de colesterol", su función es intercambiar ésteres decolesterol desde las HDL a los quilomicrones y VLDL a cambio de TAG.

107



Metabolismo de lipoproteínas del plasma. VLDL: lipoproteínas de muy baja densidad, IDL: lipoproteínas de

densidad intermedia, LDL: lipoproteínas de baja densidad, HDL: lipoproteínas de alta densidad, TAG:triacilgliceroles, CH: colesterol, E Col: Colesterol esterificado, LCAT: lecitina-colesterol aciltransferasa,LpL: lipoproteína lipasa.


ESPECIE LDL (humano)

ESPECIE HDL (canino)

TAG TAG

TAG

TAG TAG

CH

CH

CH

CH

HDL3/HDL2

HDL1

HDL3

HDL2



2 Acetil-CoA

Acetoacetil-CoA

b-hidroxi-b-metilglutaril-Coa(HMG-CoA)

Acetoacetato

Acetona D-b-hidroxibutirato

D-b-hidroxibutirato

Acetoacetato

Acetoacetil-CoA

2 Acetil-CoA

D-b-hidroxibutiratodeshidrogenasa

b-cetoacil-CoAtransferasa

Tiolasa

succinil-CoA

succinato

D-b-hidroxibutiratodeshidrogenasaAcetoacetatodecarboxilasa

HMG-CoAliasa acetil CoA

acetil CoAHMG-CoAsintasa

Tiolasa

CUERPOS CETONICOS

Formación de cuerpos cetónicos Uso del b-hidroxibutirato

Formación de cuerpos cetónicos a partir de acetil-CoA.Bajo circunstancias que causan una acumulación de acetil-CoA (ej: ayuno prolongado o diabetes no tratada),la tiolasacataliza la condensación de dos moléculas de acetil-CoA aacetoacetil-CoA. Estas reacciones ocurren dentro de la matrizmitocondrial. El HMG-CoA es también un intermediario en labiosíntesis de esteroles, pero la enzima que interviene en esa vía es citosólica.

Hidroxibutirato como combustible. El D-b-hidroxibutiratosintetizado en el hígado entra a circulación y luego a otrostejidos, donde es convertido a acetil-CoA para la producciónde energía. Primero es oxidado a acetoacetato, el que esactivado con coenzima A donada por el succinil-CoA, y luegoes dividido por la tiolasa.




Glucagón o Adrenalina

Receptor proteína G adenilato

ciclasaGTP

ATP

AMPc

(+)

ADIPOCITO

Proteína quinasadependiente

de AMPc

Proteína quinasadependiente

de AMPc

lipasa sensiblea hormonas

lipasa sensiblea hormonas

ATP ADP

triacil-glicérido

diacil-glicérido

monoacil-glicérido

glicerol

H O2 H O2 H O2ácido

graso libreácido

graso libreácido

graso libre

Regulación hormonal de la degradación de triacilglicéridos. En los adipocitos, la proteína quinasa,dependiente de AMPc, cataliza la fosforilación y la activación resultante de la lipasa sensiblea hormona, la cual cataliza la hidrólisis de triacilglicéridos a monoacilglicéridos y ácidos grasoslibres. La hidrólisis de monoacilglicéridos es catalizada por una monoacilglicerol lipasa.

REGULACION HORMONAL DE LA LIPOLISIS

Adaptadode Horton HR, Moran LA, Ochs RS, Rawn J, Scringeour KG, “Bioquímica””, Ed Prentice Hall Hispanoamericana SA, 1995.



ácidos grasos

triacilglicéridos

carnitina

Síntesis deácidos grasos

Carnitin acil transferasa I (-)(-)(+)

REGULACION DEL METABOLISMO DE LIPIDOS

Glucólisis

b - oxidación

Ciclo de Krebs

Acetil-CoAcarboxilasa *

Lipogénesis (Insulina)

Lipólisis (Glucagón y Adrenalina)

Lipasa **

* Acetil-CoAcarboxilasa -P(inactiva)

Acetil-CoAcarboxilasa(activa)

** Lipasa-P(activa)

Lipasa(inactiva)

Glucagón o Adrenalina Insulina


malonil-CoA

acetil-CoA

acetil-CoA acil-CoA



METABOLISMO DE

AMINOACIDOS



DIGESTION INTESTINAL DE PROTEINASENTRADA DE AMINOACIDOS A LA CELULA INTESTINAL

Luz intestinal Superficie celular Enterocito Capilar sanguíneo

Polipéptidos

Pepsina

tripsinaquimotripsinacarboxipeptidasaelastasa

tripsinaquimotripsinacarboxipeptidasaelastasa

Origen: Gástrico Pancreático

Aminoácidos libres (40%)

Oligopéptidos (60%)

Aminoácidos libres(40%)

Oligopéptidos

(60%)endopeptidasaaminopeptidasadipeptidasa

ribete en cepillo

endopeptidasaaminopeptidasadipeptidasa

Ribete en cepillo

Aminoácidos

DipéptidosTripéptidos

Amino-ácidosdipeptidasa

tripeptidasa+Na




METABOLISMO DE AMINOACIDOS

ORIGEN UTILIZACIÓN

Absorción enintestino

Degradaciónde proteínas

tisulares

Síntesis deaminoácidos

(principalmentehígado)

AMINO- ÁCIDOS

“Poolmetabólico”

Síntesis deproteínas

corporales

Síntesis decompuestosnitrogenados

no proteícos

Catabolismo

Proteínas estructuralesde tejidosProteínas plasmáticasHemoglobinaEnzimasHormonas proteicasProteínas de la leche

HormonasColinaCreatinaPurinasPirimidinas

CoenzimasGlutatiónMelanina

(Transaminación -Desaminación oxidativa)

Amoníaco

Cetoácidos

Urea

Glucosa

Cuerposcetónicos

a


Ciclo de Krebs

Acidos grasos



COOH

C=O

CH2

COOH

CH2

+COOH

H N2 CH

R

Fosfato depiridoxal

Aminotransferasa

COOH

C=O

CH2

COOH

CH2

CHH N2

+COOH

H N2

R

C=O

a -cetoglutarato L-aminoácido L-glutamato a -cetoácido

COOH

C=O

CH2

COOH

CH2

+COOH

H N2 CH

CH3

COOH

C=O

CH2

COOH

CH2

CHH N2 COOH

H N2

CH3

C=O+

a -cetoglutarato L-alanina L-glutamato Piruvato

Fosfato depiridoxal

Alanina Aminotransferasa

COOHC=O

CH2

COOH

CH2

+

COOH

C=O

CH2

COOH

CH2

CHH N2

+COOH

H N2 CH

CH2COOH

COOH

H N2

CH2

C=O

COOH

Fosfato depiridoxal

Aspartato Aminotransferasa

a -cetoglutarato L-aspartato L-glutamato Oxalacetato

REACCIONES DE TRANSAMINACION

(GPT)

(GOT)



REACCIÓN DE LA GLUTAMATO DESHIDROGENASA

COOH

C=O

CH2

COOH

CH2

CHH N2

COOH

C=O

CH2

COOH

CH2

+ +H O2 +NH4Glutamato deshidrogenasa

(mitocondrial)

+NAD(P) +NAD(P)H + H

GTP (-) ADP (+)

L - glutamatoa cetoglutarato

REACCIÓN DE LA GLUTAMINA SINTETASA

COOH

C=O

CH2

COOHCH2

CHH N2

+

COOH

C=O

CH2

CH2

CHH N2

ATP ++NH4

Glutamina sintetasa + +ADP Pi

L - glutamato L - glutamina

CONH2

COOHC=O

CH2

CH2

CHH N2

CONH2

+ +H O2Glutaminasa

COOH

C=O

CH2

COOH

CH2

CHH N2+NH4

L - glutamina L - glutamato

OREACCION DE LA GLUTAMINA SINTETASA

REACCION DE LA GLUTAMINASA

REACCION DE LA GLUTAMATO DESHIDROGENASA



TRANSPORTE DEL GRUPO AMINO

Glutamato Glutamato Urea Aminoácidos

Glutamina

Glutaminasintetasa

+NH4

ATP

H O2

ADP, Pi

Glutamina

Glutaminasa

+NH4

Glu a CG

Piruvato Alanina

Glucosa

Gluconeogénesis

+NH4

a

CG Glu

Alanina Piruvato

Glucosa

Glucólisis

TransaminaciónTransaminación

CICLOGLUCOSA-ALANINA

Glutaminasa

Desaminaciónoxidativa

OTROSTEJIDOS HIGADO

MUSCULO



CICLO DE LA UREA

Mitocondria

Citosol

REGULACIÓN DE LA CARBAMOIL FOSFATO SINTETASA I

Acetil-CoA + Glutamato N-Acetilglutamato + CoASH

N-Acetilglutamatosintasa

(+)

Carbamoil fosfato sintetasa I

2

PPi

2


CARBAMOILFOSFATO

SINTETASA I



DESTINO FINAL DEL GRUPO AMINO Y DE LOS ESQUELETOS CARBONADOS

a-Cetoglutarato

Fumarato

Oxaloacetato

AcetoacetilCoA

Destino final del grupo amino de aminoácidos

Oxalosuccinato

Isocitrato

Citrato

Malato

Succinil-CoA

Gluconeo-

génesis

Glutamato

ArgininaHistidinaGlutaminaProlina

Acidos grasosColesterol

Cuerpos cetónicos

AcetilCoa

Piruvato

Asparagina Aspartato

FenilalaninaTirosina

IsoleucinaMetioninaValinaTreonina

FenilalaninaLeucinaLisinaTirosinaTriptofano

IsoleucinaLeucina

Triptofano

AlaninaCisteínaGlicinaHidroxiprolinaSerinaTreonina

Destino final de la cadena carbonada de aminoácidos

Alanina Arginina AspartatoCisteínaCistinaFenilalaninaGlicinaGlutamatoHistidinaIsoleucinaLeucinaMetioninaSerinaTirosinaTriptofanoValina

Piruvato

Oxaloacetato

Transaminación

Transaminación

a-Cetoácido

a-Cetoácido

+

+

Alanina

Aspartato

a -Cetoglutarato Transaminacióna-Cetoácido + Glutamato

Desaminaciónoxidativa

a-Cetoglutarato + NH3Urea


{



INTEGRACION

METABOLICA



Páncreas(células a )

Vena Porta

Intestino Hígado

Cerebro

Linfáticos

Glóbulos Rojos

Músculo

Tejido Adiposo

glucagon

Glicerol

aminoácidos

Lactato

ácidosgrasos

grasa

proteínas

aminoácidos

CO + HO2 2

CO + H O2 2

proteína

aminoácidos

glucosa

glicerol

urea

alanina

lactato cuerposcetónicos

AYUNO PROLONGADO


aminoácidos



Páncreas(células b)

Hígado

Intestino

Cerebro

Linfáticos

Glóbulos Rojos Tejido Adiposo

Músculo

Vena Porta

insulina

quilomicrón

VLDL

Lactato

grasa

glucógeno

grasa

glucosaaminoácidos

glucosaaminoácidos

glucógeno

ureapiruvatosíntesisproteica

glucógeno

grasa

Lactato

CO + H O2 2

CO + H O2 2

síntesisproteica(todos lostejidos)

CO + HO2 2

ALIMENTADO




Fase

Glucosausadag/h

exógeno

glucógeno gluconeogénesis

horas días

Fase

ORIGEN DE

LA GLUCOSASANGUINEA

TEJIDOS

USANDOGLUCOSA

PRINCIPAL

COMBUSTIBLECEREBRAL

Exógeno Todos Glucosa

Glucógeno

Gluconeogénesishepática

Todos, excepto hígado

Músculo y tejidoadiposo a ritmodisminuído

Glucosa

Glucosa

Gluconeogénesishepática

Glucógeno

Todos, excepto hígado

Músculo y tejidoadiposo a ritmo

intermedio entre II y IV

Gluconeogénesishepática y renal

Cerebro y eritrocitos

Baja cantidadpor músculo

Glucosa,cuerpos cetónicos

Cerebro a ritmodisminuído y eritrocitos

Gluconeogénesishepática y renal

Cuerpos cetónicos,glucosa

PROVISION DE GLUCOSA Y ENERGIA EN

DISTINTOS ESTADOS NUTRICIONALES




Páncreas(células a)

Hígadoglucógeno

aminoácidos

glucosa

Lactato

Intestino

glucosa

aminoácidos

Vena Porta

grasa

Músculo

quilomicrón

aminoácidos

glucagon

glucosa

cuerposcetónicos

ácidosgrasos

triacilglicéridos

proteína

grasa

(acumulación)

(acumulación)

(acumulación)

(acumulación)

grasa

Tejido Adiposo

DIABETES

INSULINO DEPENDIENTE




DIGESTION Y METABOLISMO

EN

POLIGASTRICOS



ANATOMIA DE LOS PREESTOMAGOS DEL RUMIANTE

Adaptado de Sisson S, Grossman JD. “Anatomia de los animales domésticos”. 4º edición, Salvat editores SA, 1979.



REGULACION DEL pH RUMINAL

ración rica en fibra bruta

ración rica en concentrados

AlimentoTiempo (horas)

FLUCTUACION TIPICA DEL pH RUMINAL POST-INGESTA

AGV = ácidos grasos volátiles

Adaptado de Kaufmann W., Saelzer V., “Fisiología Digestiva aplicada del ganado vacuno”, Ed Acribia, 1976.



CLASIFICACION FUNCIONAL DE LAS BACTERIAS RUMINALES

Metanógenas

celulosa

Adaptado de Kaufmann W., Saelzer V., “Fisiología Digestiva aplicada del ganado vacuno”, Ed Acribia, 1976.



METABOLISMO DE POLISACARIDOSEN MICROORGANISMOS RUMINALES

Piruvato

Glucólisis(microorganismos)

Piruvato

Acidos grasos volátiles

Glucólisis(microorganismos)

Enzimas despolimerizantes Enzimas despolimerizantes



UTILIZACION DE HIDRATOS DE CARBONO POR MICRO-ORGANISMOS RUMINALES Y DIGESTION EN RUMIANTES

RUMEN

HEMICELULOSAPECTINASCELULOSA ALMIDON

INTESTINO

HECES

POLISACARIDOS VEGETALES

Célula microbiana



Ferredoxina( reducida )

Ferredoxina( oxidada )

Conserva la alta energía del acetilCoAy puede ser utilizada para sintetizar ATP

Quinasa

Ferredoxina oxidasa

Ferredoxinaoxidada

Ferredoxinareducida

H2

+2 H

GLUCOSA

FERMENTACION ACETICA POR MICROORGANISMOS RUMINALES

+NAD

+NADH + H

Ferredoxinaoxidada

Ferredoxinareducida

+2 H

H2

SINTESIS DE METANO POR MICROORGANISMOS METANOGENOS

4 H + CO2 2 CH +2 H O4 2



FERMENTACION PROPIONICAPOR MICROORGANISMOS RUMINALES

COSCoA

METIL-MALONIL-CoA

PROPIONIL-CoA

SUCCINIL-CoA

GLUCOSA

ATP ?

XH2

-COO

X

+NADH + H

+NAD

Transferasa(biotina)

Transferasa

Complejofumarato

reductasa



FERMENTACION BUTIRICA POR MICROORGANISMOS RUMINALES

133

GLUCOSA

Ferredoxinaoxidada

Ferredoxinareducida

ADP + Pi ATP

Ferredoxina oxidasa

H2

+2 H

+NADH + H

+NAD

Reductasa

CH -C-CH -COSCoA3 2

OH

H

+NAD

+NADH + H

CROTONIL ~ CoA

Deshidratasa

CH -CH=CH-COSCoA3

H O2

BUTIRIL ~ CoA

Reductasa

CH -CH -CH -COSCoA3 2 2

+NAD

+NADH + H

BUTIRIL ~ P

Transferasa

CH -CH -CH -COP3 2 2

CoASH

Pi

-CH -CH -CH -COO3 2 2 BUTIRATO

b-OH-BUTIRIL ~ CoA

ADP ATP

Quinasa



UTILIZACION DE LIPIDOS POR MICROORGANISMOS RUMINALES Y DIGESTION EN RUMIANTES

LIPIDOS(microorganismos)

A.G.V.



UTILIZACION DE PROTEINAS POR MICROORGANISMOS RUMINALES Y DIGESTION PROTEICA EN RUMIANTES

Peptidasasmicrobianas

Proteasasmicrobianas

AGVa-cetoácidos

Célula microbiana



Glutaminasa

CICLO RUMINO-HEPATO-SALIVAL

Suplemento dietario



METABOLISMO INTERMEDIO DEL ANIMAL RUMIANTE

COMPARACION DE LA PRODUCCION DE ENERGIA Y SINTESIS DE GRASA ENTRE MONOGRASTRICOS Y RUMIANTES

ACETATO

OA

3-P

Citosol

ACETIL-CoA ACETIL-CoA

[GLUCOSA][ ]

HIGADO

PROPIONATO

*

MALATO

* En rumiantes el NADPH además proviene de la reacción catalizad por la isocitrato deshidrogenasa-NADP dependiente citosólica: ISOCITRATO + NADP α-CETOGLUTARATO + CO + NADPH2

Lanzaderadel citrato



SINTESIS DE GLUCOSA Y TRIACILGLICERIDOS A PARTIR DE ACIDOS GRASOS VOLATILES EN RUMIANTES

ACETATO

CoA

COMPLEJO DE LAACIDO GRASO SINTASA

ACETIL-CoA

TEJIDO ADIPOSO GL. MAMARIA

DIETA

b-OH-BUTIRATO

Energía

INTESTINO

SNCGL. MAMARIAERITROCITOS

AaGlicerolLactato

MUTASA

SUCCINIL-CoA

METIL MALONIL-CoA

PROPIONIL-CoA

i

LIPOPROTEINASPLASMATICAS

ACIDOSGRASOS

ACETIL CoA

20 %

80 %

-OXIDACIONb

b-OH-BUTIRATO

Vías metabólicas con alta actividad

Vías metabólicas con baja actividad

SINTETASA

GRASALECHE



2

CoA- SH

Tiolasa

DESTINOSDEL BUTIRATO

EN LAMUCOSA RUMINAL

ATP

Sintetasa

Ciclo de KrebsCadena respiratoria



FOTOSINTESIS



ETAPA LUMINOSA

ESTRUCTURA DE UN CLOROPLASTO

Membranainterna

GranaEstroma Membrana externa


Lumen

Membrana tilacoide

( A) Micrografía electrónica de una grana del cloroplasto(B) Representación esquemática de la estructura de un cloroplasto.

(B )

( A)




PIGMENTOS FOTOSINTETICOS

CLOROFILAS

H C = CH2

X

CH = CHII

III CH

IN

N

N

N

Mg

IV

V

COOCH OCH

CH

0 =C

2

2

3

2

3

O

CH 2

CH

C - CH3

CH2

CH

CH

2

2

CH - CH3

CH

CH

CH

2

2

2

CH - CH3

CH2

CH2

CH2

CH2CH - CH3

CH2

CH2

CH 2

CH - CH 3

CH 3Estructura de las clorofilas a y b

Clorofila a: X = -CHClorofila b: X = -CHO

3

Adaptado de Torres HN, Carminatti H.,“Bioquímica General”, Ed. El Ateneo, 1983.



ETAPA LUMINOSA: CAPTACION DE LUZ Y FOTOFOSFORILACION NO CICLICA

Fotosistema I+

NADP

+NADPH + H

P700

(clorofila a)

3H

3- ADP

2-P + H

+-

4- ATP

CF1

Luz

CF0

Complejo CF CF0 1

3H

Complejo decaptación de luz

NADP FAD

Reductasa

Feredoxina

SFe

Flujo de electrones y H en el ciclo Q

HComplejocitocromo b/f

Plastocianina(Transportador soluble de electrones)

+++++ Lumen(bajo pH)

Complejo de captación d e l u z

Transferencia de energía

Complejo liberador de 02

H + ½ O2H O2

Membrana tilacoide

Estroma(alto pH)- - - - - - -

Luz P680(clorofila a)

Fotosistema II2 H

Q 2

Q

QH

H

-E

-E

Cit b6

Cit f

+

+

+

+

+

++

2

++




FOTOFOSFORILACION NO CICLICA

Complejo del centro de reacción FS II

Complejo delcitocromo b/f

+ +NADP NADPH + H

Complejo del centro de reacción FS I

Transporte de

protones

r

c

E n e r g

í a

l i b e

, G

( k c a

l / m o

l e

l e

t r o n e s

)

FOTOFOSFORILACION CICLICA

Complejo del

citocromob/f

E

( v o l t s )

m

+30 -1.2

-0.8

-0.4

+20

+10

0.00.0

-10+0.4

+0.8

-20

+1.2

-30

H Oa1/2O2 2

P +680

Mn

Z

Luz(680nm)

P +680

Feof

Q A

QB Q

Cit bSFe

Cit f

P +700

A

AF

Fd

FAD Luz(700 nm)

P +700

PC

+30

+20

+10

0.0

-10

-20

-30

+1.2

+0.8

+0.4

0.0

-0.4

-0.8

-1.2

E n

(

l /

l

t

e r g

í a l i b

r e ,

G

k c a

m o e

l e c r o n e s

)

E

( v o l t s )

m

Complejo del centro

de reacción FS I

Bombeo de protones desde el estroma hacia el lumen

QCit b

SfeCit f PC

P +700

Luz(700nm)

Fd

F

AA

P +700

5

ab

1

0

Fab

x

1

0

F

x




FOTOSISTEMA II

Estroma

Membranatilacoide

Complejocaptador de luz

D1

FS II

D2

Lumen

P680Par especialde clorofilas

Complejo liberador

de oxígeno

2 HO2

+O + 4 H2

Chl Chl

P680 P680

Feofitina Feofitina

QB

Fe

QA

2+Ca

CI-

Mn

Mn

Mn

Mn

33 kDa

23 kDa17 kDa

Clorof Clorof

P680P680 P680




RESUMEN DE LAS REACCIONES LUMINOSAS QUE OCURREN EN EL DISCO TILACOIDE

Fotón Estroma Fotón

Fd

FNR

+NADP

+NADPH+HP700

Fotosistema I

Complejo d e lcitocromo bf

PC

PC

2+Cu

+Cu

2 H+

Lumen tilacoide

Membrana tilacoide

P680

Fotosistema II

Q

QH2

2 H O O2 2

+

4 H+

Estroma ATP sintasa

ADP + Pi

ATP

H

2H+

+




ETAPA OSCURA: CICLO DE CALVIN-BENSON

Reaccionesdependientesde la luz

Inicio del ciclo:

6 moléculas dedióxido de carbono (CO )2

(6 x 1 carbono) 6 moléculas de unintermediario inestable(6 x 6 carbonos)

6 moléculas deribulosa difosfato(6 x 5 carbonos)

12 moléculas deácido fosfoglicérico(12 x 3 carbonos)

Ciclo de Calvin(6 vueltas)

10 moléculas degliceraldehído fostato(10 x 3 carbonos)

12 moléculas dedifosfoglicerato(12 x 3 carbonos)

12 moléculas degliceraldehído fosfato(12 x 3 carbonos)

2 moléculas degliceraldehído fosfato

(2 x 3 carbonos)

Síntesis de hidratos decarbono, amino ácidos y ácidos grasos

Adaptado de Curtis and Barnes, “Invitation to Biology”,5th edition, 1994.



SINTESIS DE SACAROSA

Ribulosa1,5-bisfosfato

= 5C 3-Fosfoglicerato = 3C

Ribulosa5-fosfato

= 5C 1,3-Bisfosfoglicerato = 3C

7 enzimas

Gliceraldehído3-fosfato

= 3CGliceraldehído3-fosfato= 3C = 3C

Gliceraldehído3-fosfato = 3C

Estroma

CitosolMembrana interna

Antiporter Fosfato-triosafosfato Gliceraldehído

3-fosfato = 3C

Fructosa1,6-bisfosfato

= 6C

Fructosa1-fosfato = 6C

Glucosa1-fosfato

= 6CFructosa6-fosfato

= 6C

UDP glucosa = 6C

Sacarosa6-fosfato

= 12C

Sacarosa = 12C




PLANTAS DE CARBONO 4 (C )

Croroplasto Citosol

CO2 CO2

+Fosfoenolpiruvato

ADP

ATP4 2

hn

ATPNADPH

ADP+

NADP

Triosa

Piruvato OxalacetatoGlutamato

a-Cetoglutarato

Alanina Aspartato

é l

a d

l a

i n

a s

l a

C

u l

e

v a

a v

c u

r

Alanina Aspartatoa-Cetoglutarato

Glutamato

Piruvato OxalacetatoPiruvato

P + ATPi

e l

e s

ó f i

o

m

l

4

esquemas metabólicos 2013

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