Quimica

TEMA 15. Introducción al metabolismo y bioenergética. Panorámica del metabolismo energético. Anabolismo y catabolismo. Rutas centrales del metabolismo. Principios generales sobre regulación metabólica. Principios de bioenergética. Energía libre. Procesos irreversibles. Reacciones acopladas. Papel central del ATP en el metabolismo energético. Hidrólisis de ATP. Otros compuestos ricos en energía.Transferencia de grupos fosfato. Reacciones de oxido-reducción biológica. Coenzimas transportadoras de electrones. Vitaminas.

BIOQUÍMICA-1º de Medicina Departamento de Biología Molecular M. Dolores Delgado

INTRODUCIÓN AL METABOLISMO

¿QUE ES EL METABOLISMO? El conjunto de todas las transformaciones químicas que se producen en una célula u organismo Cientos de reacciones organizadas en“rutas metabólicas” ¿QUÉ ES UNA RUTA METABÓLICA? Una serie de reacciones catalizadas enzimáticamente. En una ruta, un precursor se convierte en un producto a través de una serie de intermediarios: los metabolitos Las rutas metabólicas pueden ser convergentes, divergentes o cíclicas

TEMA 15

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Ejemplo de ruta metabolica: GLUCOLISIS
GLUCOSA
Hexoquinasa

GLUCOSA-6-P
FosfoglucoisomerasaFRUCTOSA-6-P
Fosfofructoquinasa

FRUCTOSA-1,6-BP
Aldolasa

DHAP
TPI

GLICERALDEHIDO-3P

NADH
1,3-BPG

GAPDH

ATP
3-PG

PGK

PGM

2-PG
Enolasa

PEP

ATP
(2) PIRUVATO
TEMA 15

Piruvatoquinasa

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FUNCIONES DEL METABOLISMO -Obtener energía química (ATP) degradando nutrientes ricos en energía (o a partir de la energía solar) -Convertir moléculas nutrientes en moléculascelulares (fabricar los componentes celulares) -Polimerizar precursores monoméricos a proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos, etc. -Sintetizar y degradar biomoléculas requeridas en funciones celulares especializadas (hormonas, neurotransmisores, etc.) CARACTERÍSTICAS DEL METABOLISMO -Las reacciones bioquímicas son muchas, pero las reacciones importantes son relativamente pocas -Las rutasmetabólicas centrales son pocas y son similares en todas las formas vivas -Las moléculas importantes del metabolismo no son mas de 100 -Todas las rutas se regulan de forma similar.

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RUTAS METABÓLICAS

TEMA 15

"Biochemistry" Garrett, R.H. and Grisham, C.M. Saunders College Publishing. 2005
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FUENTES DE CARBONO Y ENERGÍA PARA EL METABOLISMO

Energía solar

Dióxido deCarbono Otros nutrientes

AUTÓTROFOS Fotosintéticos (plantas)

Polisacáridos Lípidos Proteínas Ac. Nucleicos

Dióxido de Carbono Agua

HETERÓTROFOS Quimiosintéticos (animales)
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PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL CATABOLISMO Y EL ANABOLISMO
Nutrientes que contienen energía Glúcidos Grasas Proteínas Macromoléculas celulares Proteínas Polisacáridos Lípidos Acidos NucleicosCATABOLISMO •Degradativo, oxidativo •Genera energía, produce ATP. •Los productos finales e intermedios son materias primas del anabolismo •Genera desechos que se excretan al entorno • “LISIS”
Catabolismo ADP+Pi NAD+ NADP+

ANABOLISMO •Sintético, reductivo

ATP NADH NADPH Energía química Productos finales no energéticos

•Utiliza energía, consume ATP.
Anabolismo

•Los productos finales sonmaterias primas del catabolismo • “GENESIS”

Moléculas precursoras Aminoácidos Monosacáridos Ácidos grasos Bases nitrogenadas

CO2, H2O NH3
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Modificado del “Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2006.

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ESQUEMA GENERAL DEL METABOLISMO
Proteínas Acidos Nucleicos Polisacáridos Lípidos

Monosacáridos Nucleótidos Aminoácidos Glucosa

GlicerolAcidos Grasos

Urea

Piruvato

AcetilCoA

CATABOLISMO

ANABOLISMO

CO2 O2 H2O

e-

ATP
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REGULACIÓN DE LAS RUTAS METABÓLICAS

Sirve para: Que la velocidad de la vía esté adaptada a las necesidades de la célula Que las vías de síntesis y degradación no esté activas a la vez. Las rutas catabólicas y anabólicas no son inversas las unas de las otras. Ambas rutas...