BSM Tema 5 Rutes centrals de metabolisme oxidatiu (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Biosenyalització i Metabolisme
Año del apunte 2014
Páginas 4
Fecha de subida 02/02/2015
Descargas 14
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 5.- RUTES CENTRALS DEL METABOLISME OXIDATIU les rutes centrals del metabolisme oxidatiu tenen lloc al mitocondri.
La descarboxilació oxidativa del piruvat dona lloc a la producció d’acetil-CoA (forma activada de l’acetat gràcies a l’enllaç trioèster). Té un grup –SH que uneix grups acil.
La TTP participa en la descarboxilació de α–cetoàcids.
TRANSPORTADORS D’ELECTRONS ESPECIALITZATS NAD+/NADH, NADP+/NADPH Son utilitzats coma coenzims per deshidrogenases. El grup funcional es la base nicotinamida, que accepta un ió hidrur (2 electrons i 1 protó). NAD normalment funciona en oxidacions (CATABOLISME) i NADP sol actuar en reduccions (ANABOLISME).
FAD+/FADH2 Són derivats de la riboflavina. Tenen un frup prostètic unit permanentment a l’apoenzim. El grup funcional es l’anell isoaloxacina, que accepta 2 electrons i 2 protons. Màxima absorció diferent segons si està oxidat o reduït, i també segons si es FMN o FAD.
MECANISME DEL COMPLEX PIRUVAT DESHIDROGENASA (PDH) Catalitza 5 reaccions. Canalitza el substrat: els intermediaris mai deixen el complexe enzimàtic, i la [S] local es molt elevada. Així s’augmenta la velocitat de les reaccions. Evita que el grup acetil activat sigui captat per altres enzims de les vies metabòliques.
REGULACIONS QUE AFECTEN EL COMPLEX PDH a)Inhibicio per producte: NADH i acetol-coA competeixen amb NAD+ i coA, de forma que les relacions [NADH]/[NAD+] i [acetil-coA]/[coA] elevades fan anar les reaccions a l’inversa, de forma que inhibeixen la descarboxilació del piruvat.
b) Control per fosfo/defosforilacio: el complex PDH té associats enzims piruvat deshidrogenasa quinasa i piruvat deshidrogenasa fosfatasa. La activitat quinasa inactiva el complex, l’altra el reactiva.
SIGNIFICAT METABOLIC DE LA REACCIO CATALITZADA PEL COMPLEX PIRUVAT DESHIDROGENASA A PDH la formació d’acetil-coA des de piruvat es irreversible. No es pot sintetitzar glucosa desde acetil-coA La descarboxilació oxidativa del piruvat a acetil-coA porta als C de la glucosa a CO2 o a lípids.
CICLE DE L’ACID CITRIC (CICLE DE KREBS) És una ruta amfibòlica. No hi ha incorporació de C perquè els dos que entren en forma d’acetil surten com a dos molècules de CO2. Hi ha 4 reaccions redox responsables de la fosforilació oxidativa (4 transportadors d’electrons reduïts entren en contacte amb al cadena de transport electronic i donen ATP).
S’obté 1 GTP per volta de cicle, s’anomena fosforilació a nivell de substrat.
Hi ha 8 reaccions.
Si es marca el C4 de l’oxalacetat esrecupera com CO2 en la reacció catalitzada per l’enzim α-cetoglutarat deshidrogenasa.
Si es marca el C1 de l’acetil-coA l’isotop es reparteix entre els C1 I c4 del succinat.
Balanç global: Acetil-coA+3NAD++FAD+GDP+Pi 2CO2+HSCoA+3NADH+FADH2 Està regulat per la disponibilitat de substrat, mecanismes al·lostèrics de la PDH, l’estat energètic ([ADP]/[ATP]), l’estat redox...
Les vies que connecten amb el c.Krebs son anapleròtiques.
Les 3 reaccions lluny de l’equilibri son els punts de control mes importants del cicle.
1.- REACCIO CATALITZADA PER L’ENZIM CITRAT SINTASA El mecanisme de la reacció evita reaccions no desitjades com la hidròlisi de l’acetil-coA. El mecanisme es de tipus àcid-base amb la formació d’enolat.
2.- ISOMERITZACIO DEL CITRAT A ISOCITRAT CATALITZADA PER L’ENZIM ACONITASA Es una reacció de deshidratació-rehidratacio. L’enzim te un centre Fe-S que actua tant en unir el substrat com en la reacció de catàlisi.
Es una reacció estereoespecifica. El citrat es una molecula proquiral: simètrica que reaciona amb un centre actiu asimètric i forma un producre quiral.
3.- DESCARBOXILACIO OXIDATIVA DEL ISOCITRAT Aquest dona α-cetroglutarat i CO2, i està catalitzat per l’enzim isocitrat deshidrogenasa.
4.- DESCABOXILACIO OXIDATIVA DEL α-CETOGLUTARAT A SUCCENILCoA I CO2 CATALITZADA PEL COMPLEZ α-CETOGLUTARAT DESHIDROGENASA Requereix els coenzims coA, àcid lipoic, TPP, NAD+ i FAD.
5.-CONVERSIO DEL SUCCENIL CoA A SUCCINAT CATALITZADA PER L’ENZIM SUCCENIL CoA SINTASA Es una fosforilació a nivell de substrat em que s’obté GTP. S’aprofita l’alliberament d’energia produït en trencar-se l’enllaç entre el coA i el succenit per generar GTP.
6.-OXIDACIO DEL SUCCINAT A FUMARAT CATALITZADA PER L’ENZIM SUCCINAT DESHIDROGENASA 7.- HIDRATACIO DEL FUMARAT A MALAT CATALITZADA PER L’ENZIM FUMARASA.
8.- OXIDACIO DEL MALAT A OXALACETAT CATALITZADA PER L’ENZIM MALAT DESHIDROGENASA Es ergenera l’oxalacetat, i es torna al punt d’entrada al cicle de krebs.
Les darreres accions (6,7,8) del cicle de krebs il·lustren una estratègia metabòlica que consisteix em la conversió d’un grup metilè (CH2)en un grup acetil (C=O) per tres reaccions: oxidació, hidratació i oxidació.
CICLE DEL GLIOXILAT Permet convertir l’acetil coA en glucosa.
Te lloc a alguns invertebrats i microorganismes.
El succinat pot ser transformat als mitocondris en fumarat i malat que arribaria al citosol i seria transformat en oxalacetat i després a fosfoenolpiruvat, fins arribar a glucosa per gluconeogènesi.
Els vertebrats no tenim isocitrat liasa ni malat sintasa, per tant no podem obtenir sucres de l’acetat.
...