Integracion metabolica

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1. Estrategia del metabolismo: Recapitulación
2. Mecanismos frecuentes en la regulación metabólica
3. Principales vías metabólicas y centros de control
4. Conexiones claves: Glucosa-6-fosfato, Piruvato y Acetil-CoA
5. Perfiles metabólicos de los órganos másimportantes
Estrategia del metabolismo: Recapitulación
La estrategia básica del metabolismo es formar ATP, poder reductor y precursores para la biosíntesis. Revisemos brevemente estos temas centrales:
El ATP es la unidad biológica universal de energía. El elevado potencial para transferir grupos fosforilos capacita al ATP para ser utilizado como fuente de energía en la contracción muscular, transporteactivo, amplificación de señales y biosíntesis.
El ATP se genera en la oxidación de moléculas combustibles, como glucosa, ácidos grasos y aminoácidos. El intermediario común en la mayoría de estas oxidaciones es el acetil-CoA. Los carbonos del fragmento acetilo se oxidan completamente a CO2 en el ciclo del ácido cítrico, con formación simultánea de NADH y FADH2, que transfieren sus electrones deelevado potencial a la cadena respiratoria, con formación final de ATP. La glucólisis es otro proceso generador de ATP, pero la cantidad que se forma es mucho menor que en la fosforilación oxidativa (2 vrs. 30 0 32 ATP‘s). Sin embargo, la glucólisis puede transcurrir rápidamente durante un corto tiempo en condiciones anaeróbicas, mientras que la fosforilación oxidativa requiere del suministrocontinuado de O2.
El NADPH es el principal dador de electrones en las biosíntesis reductoras. En la mayoría de la biosíntesis, los productos finales están más reducidos que sus precursores, y por ello, requieren, además de ATP, un poder reductor, los cuales proceden normalmente del NADPH. La vía de las pentosas fosfato suministra gran parte del NADPH que se necesita.
Las biomoléculas se construyen apartir de una serie relativamente pequeña de precursores. Las variadas moléculas de los seres vivos se sintetizan a partir de un número mucho menor de precursores. Por ej.: la dihidroxiacetona fosfato formada en la glucólisis proporciona el esqueleto central de glicerol de fosfatidato (fosfolípidos y triacilglicéridos); fosfoenolpiruvato, otro intermediario de la glucólisis, suministra parte delesqueleto carbonado de los a.a. aromáticos; el acetil-CoA proporciona fragmentos dicarbonados para una amplia gama de biosíntesis; el succinil-CoA, formado en el ciclo del ácido cítrico, es uno de los precursores de las porfirinas; la ribosa-5-fosfato, formada junto con el NADPH en la vía de las pentosas fosfato, es la fuente del azúcar de los nucleótidos.
Las vías biosintéticas y degradativasson casi siempre diferentes. Por ej. la vía de síntesis de ácidos grasos es diferente de la de su degradación. Esta separación posibilita que las vías biosintéticas y degradativas sean termodinámicamente favorables en todo momento; esta separación contribuye, además, en gran manera a la efectividad del control metabólico.
Mecanismos frecuentes en la regulación metabólica
La compleja red dereacciones en la célula está regulada y coordinada con precisión. El metabolismo puede controlarse de varias maneras:
Interacciones alostéricas. El flujo de moléculas en la mayoría de las vías metabólicas viene determinado fundamentalmente por las cantidades y actividades de ciertas enzimas; los puntos de control son generalmente reacciones esencialmente irreversibles. La primera reacción irreversiblede una vía (etapa limitante) es normalmente un importante elemento de control. Las enzimas que catalizan etapas limitantes están reguladas alostéricamente, como por ej. La PFK de la glucólisis
Modificación covalente. Muchas enzimas reguladoras, además del control alostérico, están controlados por modificación covalente. Por ej. la actividad de la glucógeno fosforilasa aumenta mediante la...
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