Vias centrales del metabolismo

Bioquímica
Tema 5
Vías centrales del
metabolismo energético
Lic. Alejandro Llanes Mazón
( thyngum@gmail.com )

Vista global del metabolismo
Carbohidratos
Grasas
Proteínas

Anabolismo

Biomoléculas

Proteínas
Polisacáridos
Lípidos
Acidos nucleicos

Catabolismo

Alimentos ricos
en energía

Energía
química

Precursores de
las biomoléculas

Aminoácidos
MonosacáridosAcidos grasos
Nucleótidos

CO2
H2O
NH3

Residuales de
baja energía

El ATP es la divisa energética universal
 El adenosin-trifosfato ó ATP es un
nucleótido que está formado por una
molécula de ribosa a la cual están
unidas:
•
•

Rib

Adenina

una molécula de adenina.
tres grupos fosfato, que le confieren
una carga neta negativa, ATP4-.

 El catión Mg2+ forma complejoscon el
ATP4- in vivo, apantallando su carga
negativa y modificando la conformación
de los grupos fosfato.
•

Por ejemplo:

Rib

Adenina
Adenina

El ATP es la divisa energética universal
 Los enlaces que unen grupos fosfatos
entre si (como en el ATP) se denominan
enlaces fosfoanhidros.

ATP

∆Gº = − 30.5 kJ/mol

Pi

 La ruptura (hidrólisis) de estos enlaces
libera unode los grupos fosfatos en la
forma de HPO42- (Pi) y es altamente
exergónica.
 Estos enlaces que liberan gran cantidad
de energía en su hidrólisis se conocen
como enlaces macroérgicos.
 La alta energía de la hidrólisis del ATP es
la base de que este actúe como la divisa
energética de la célula, pues esta energía
se usa para las reacciones endergónicas
y para llevar a cabo trabajobiológico.

ADP

El ATP es la divisa energética universal
 La razón [ATP]/[ADP], conocida como carga energética, es el principal factor que dirige el
curso del metabolismo en la célula:
•

Cuando [ATP]/[ADP] es alta el metabolismo gira al anabolismo (síntesis).

•

Cuando [ATP]/[ADP] es baja el metabolismo gira al catabolismo (degradación).

Biomoléculas y
estructuras celulares,
trabajobiológico

Anabolismo:
vías de síntesis
(endergónicas)

ADP

Alimentos
ingeridos o
almacenados

ATP

Catabolismo:
vías de degradación
(exergónicas)

CO2, H2O, NH3,
precursores

Coenzimas aceptoras de electrones
 El metabolismo requiere de un flujo neto de poder reductor desde el catabolismo, hasta el
anabolismo, en la forma de H+ y electrones (e–).
•

El poder reductores producido en los procesos degradativos y transferido a una serie
de coenzimas, que actúan como portadores universales de poder reductor.

•

Junto al ATP, estas coenzimas conforman el nexo entre ambas fases del metabolismo.

Biomoléculas y
estructuras celulares,
trabajo biológico

Anabolismo:
vías de síntesis
(reductivas)

NAD+

Alimentos
ingeridos o
almacenados

NADHCatabolismo:
vías de degradación
(oxidativas)

CO2, H2O, NH3,
precursores

Coenzimas aceptoras de electrones
 NAD+ y NADP+ son nucleótidos que contienen un grupo derivado de la niacina (vit. B3).

 Estos aparecen generalmente como coenzimas de enzimas deshidrogenasas.
 Participan en reacciones que quitan dos átomos de H del sustrato, pero uno es liberado
al medio (como H+) y el otroqueda en la coenzima reducida:
•

NAD+ → NADH (forma reducida).

•

NADP+ → NADPH (forma reducida).

Coenzimas aceptoras de electrones
 FAD y FMN son nucleótidos que contienen un residuo de riboflavina (vit. B2).

 Aparecen generalmente como grupos prostéticos de las flavoproteínas.
 FAD y FMN participan en reacciones que quitan dos átomos de H del sustrato y ambos
quedan en lacoenzima reducida:
•

FAD → FADH2 (forma reducida).

•

FMN → FMNH2 (forma reducida).

Procesamiento de los
carbohidratos de la dieta

Digestión de carbohidratos
 Todos los carbohidratos ingeridos en la dieta deben ser hidrolizados hasta monosacáridos
para que puedan ser absorbidos por el organismo.
 En la digestión del almidón participan
mayormente dos tipos de enzimas:
•...