La Glucólisis

Glucólisis
Bioquímica Ingeniería Química UNAH

Delmy J. Diaz Ph.D.

La Glucosa es convertida a Piruvato

Glucólisis
• Glucólisis: Serie de 10 reacciones catalizadas por enzimas, en las cuales Glu es oxidada a 2 moléculas de piruvato.
C6 H1 2 O6 Glucose glycolysis O 2 CH3 CCOO - + 2 H+ Pyruvate

Conversión neta de 2 ADP a 2 ATP
C6 H1 2 O6 + 2 A DP + 2 Pi Glucose O 2 CH3 CCOO - + 2ATP Pyruvate

Rutas de Piruvato
Piruvato comúnmente se puede ser metabolizado en 3 formas, dependiendo del tipo de organismo y la presencia o ausencia de oxigeno

aerobic conditions plants and animals O CH3 CCOO Pyruvate anaerobic conditions fermentation in yeast

3 CO 2 + 2 H2 O OH CH3 CHCOOLactate CH3 CH2 OH + CO 2 Ethanol

anaerobic conditions contracting muscle

Glucólisis-Rxn 1(1raInversión de ATP) Fosforilación de α-D Glu
HO HO O O hexokinase + O- P-O- P-O- AMP Mg 2 + OH O- O-D-Glucose OH ATP CH2 OPO 3 2 O CH2 OH O

HO HO

OH OH -D-Glucose-6-phosphate

O + - O- P-O- AMP OADP

Glucólisis-Fosforilación de α-D Glucosa
-Reacción es impulsada por la E libre de la hidrólisis de ATP -ATP hace la fosforilación espontanea -Forma reactiva del ATP es su complejo queladocon ion Mg+ -La enzima es hexoquinasa -La hexoquinasa es regulada- inhibida alostericamente por el producto Glu-6-P, pero no es el sitio mas importante de regulación de la glucólisis.
Glucose + P i ATP + H2 O Glucose + ATP Glucose-6-phosphate + AD P + Pi Glucose-6-phosphate + H2 O G o' = +13.8 kJ•mol G o' = -30.5 kJ•mol AD P G o' = -16.7 kJ•mol
-1 -1 -1

Glucólisis-Reacción 1Fosforilación de α-D Glucosa
Cuando el sustrato se une a la enzima ocurre un cambio conformacional importante.

Glucólisis-Reacción 2 Isomerización de Glu-6-P a Fru-6-P

6

HO HO

CH2 OPO 3 O
2

2-

6

phosphoglucoisomerase
1

OH -D-Glucose-6-phosphate

OH

CH2 OPO 3 2 - 1 CH2 OH O H HO 2 H OH HO H -D-Fructose-6-phosphate

Glucólisis-Reacción 2
La isomerización de Glu-6-P tambiénse aprecia mejor considerando la forma de cadena abierta para cada monosacárido; es una tautomerización ceto-enol seguida por otra.

1

H HO H H

CHO 2 OH H OH OH CH2 OPO 3 2 -

H C OH C OH HO H H OH H OH CH2 OPO 3 2 (An enediol)

1 CH 2C

2 OH

Glucose-6-phosphate

O HO H H OH H OH CH2 OPO 3 2 Fructose-6-phosphate

Glucólisis-Rxn 3 (2da Inversión de ATP) Fosforilación deFructosa -6-Fosfato
CH2 OPO 3 2 - 1 CH2 OH O H HO + A TP H OH HO H -D-Fructose-6-phosphate
6

phosphofructokinase Mg 2 +
6

CH2 OPO 3 2 - 1 CH2 OPO 3 2 O + A DP H HO H OH HO H -D-Fructose-1,6-bisphosphate

Glucólisis-Reacción 3
Fosfofructoquinasa (PFK): Enzima regulatoria clave en el metabolismo de glucosa. Esta reacción es irreversible en vivo, lo cual es muy importante ya que la PFKconstituye el lugar principal de regulación del flujo de C a través de la glucolisis.

La PFK es una enzima alostérica muy sensible a la situación energética de la célula y a la concentración de otros intermediarios, en especial el citrato y los ácidos grasos.

Glucolisis-Reacción 3 Fosforilacion de Fructosa -6-Fosfato

Glucólisis-Reacción 4 Fragmentación de Fru-6-Bifosfato a 2 triosas fosfato(DHAP, Gly-3-P)
CH2 OPO 3 C= O HO H H
2-

CH2 OPO 3 2 C= O CH2 OH CHO H C OH CH2 OPO 3 2 Dihydroxyacetone phosphate

aldolase H OH OH CH2 OPO 3 2 -

D-Glyceraldehyde 3-phosphate

Fructose-1,6-bisphosphate

Glucólisis-Reacción 4 Fragmentación de Fru-6-Bifosfato
• Las aldolasas animales son aldolasas clase I • Aldolasas clase I forman una base de schiff intermediaria covalente entreel sustrato y el sitio activo de Lisina. • En condiciones intracelulares la ruptura se da favorecida, aunque en condiciones estándares la reacción es endergónica (+23.9 KJ/mol).

Glucólisis-Reacción 5 Isomerización de Triosa-Fosfatos
Reaccion catalizada por Triosafosfato Isomeraza La rxn involucra dos tautomerizaciones sucesivas ceto-enol. Solo el enantiomero D del gliceraldehido-3-fosfato...