metabolismo.



a) El camino catabólico de la glucosa hacia su degradación completa en CO2 incluye varios pasos, donde el primero de ellos está representado por la glucólisis y se detalla a continuación en el gráfico 1.



Gráfico 1. Conversión de la glucosa a acetil-CaA mediante glucólisis. En azul se destacan las reacciones que tienen que ver con la síntesis o utilización de ATP, con rojo lasreacciones de tipo rédox, en verde se resalta la coenzima A y con violeta se observan los enlaces de alta energía presentes en algunos compuestos.


A continuación el acetil-CoA recién sintetizado en el citosol del microorganismo, ingresa a una organela similar a la mitocondria y se integra a un conjunto cíclico de reacciones muy similar al de Krebs para dar como resultado final, su completaconversión a CO2, coenzimas reducidas y ATP, tal como se muestra en el gráfico II.

















































Gráfico II. Vía catalítica de la glucosa similar al ciclo de Krebs. Resaltado en celeste se destaca el carbono 6 proveniente de la glucosa luego de la glucólisis, el cual al iniciar el ciclo aquí expuesto, se encuentraformando parte del acetil-CoA. Las flechas rojas y rosadas indican reacciones del tipo rédox, mientras que las azules hacen referencia a la formación de ATP. En verde se resalta la coenzima A, mientras que en violeta se observan los enlaces de alta energía. Con números romanos (I-IV) se señalan los distintos isómeros que son producto de distintas reacciones y que se consideran en el inciso c). Si bientodas las isoformas planteadas tienen lugar en el ciclo, para mayor simplicidad se eligieron la II y la III a modo de representar la máxima oxidación de la glucosa.

La ruta de biosíntesis de glucosa comparte algunas de las enzimas e intermediarios del ciclo degradativo previamente mencionado. Cuando el acetil-CoA va a ser convertido en glucosa, uno de los intermediarios del ciclo similar aKrebs sale de la organela por medio de un transportador específico de membrana e ingresa en otra organela celular. En ésta nueva localización lleva a cabo un ciclo similar al del glioxilato, tal como se expresa en el gráfico III.














































Gráfico III. Ruta alternativa que puede regenerar los intermediarios del ciclode Krebs ó destinar sustrato hacia la síntesis de glucosa.
Ciclo similar al del glioxilato resaltado en naranja.

Como resultado del mismo, por cada dos moléculas de -cetoglutarato que se desvían del ciclo de Krebs, se obtienen 2 moléculas de semialdehído malónico capaces de continuar con el ciclo y 2 moléculas de malato que pueden oxidarse para convertirse en oxalato y continuar así con laruta gluconeogénica clásica para dar lugar a 1 molécula de glucosa.

c) Si la glucosa que es captada por el microorganismo en cuestión estuviera marcada en el carbono de la posición 6, la marca en el semialdehído malónico podría aparecer en cualquiera de los tres carbonos que lo constituyen. Esto se obtiene tras considerar los isómeros (I, II, III y IV) producidos por dos reaccionesenzimáticas diferentes, la primera de ellas involucra el cambio de posición de un grupo oxidrilo mediante una mutasa (tercera reacción química que aparece en el ciclo luego del ingreso del acetil-Coa al mismo), la otra, corresponde a una reacción de hidratación y la enzima que interviene es la fumarasa. Más allá de esto, como nuestro objetivo es obtener la máxima oxidación de la glucosa, consideramosimportante destacar que esto se logra en mayor medida considerando el isómero II y sus isómeros resultantes en reacciones posteriores (III y IV). Tal como se muestra en el gráfico V, solo de ésta forma, el carbono 6 de la glucosa puede ser eliminado como CO2 o bien, ocupar la posición 3 en el semialdehido malónico.

Hidratasa
Fumarasa
Semialdehído malónico













Isómero I...