Regulació de la glucòlisi 2 (2008)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 1º curso
Asignatura Biologia
Año del apunte 2008
Páginas 9
Fecha de subida 25/05/2014
Descargas 1

Vista previa del texto

Regulació de la glucòlisi. Catabolisme dels polisacàrids fins la glucosa Grup D Cortés Iglesias, Sergi Dedeu Dunton, Arnau-Luke Expósito Moreno, Éric Fernández Sardiña, Jose Fernández Gotzens, Carles Farres Mauri, Mireia Ferré Navarro, Oriol Delgado Ramisa, Lucia Introducció z Procés metabòlic de degradació de la glucosa, constituït per nombroses reaccions cada una de les quals està catalitzada per diferents enzims.
z Explicació evolutiva de la glucòlisi.
z Condicions anaeròbiques i condicions aeròbiques.
1 La Glucòlisi z El balanç energètic global: glucosa +2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+---> 2 piruvats + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O + 4H+ z Rendiment : Glucòlisi= 2 ATP = 61 KJ/mol Glucòlisi= 2 ATP + 2 NADH = 213,5 KJ/mol Glucosa= 2870 KJ/mol R= (213,5 KJ·mol-1 / 2870 KJ·mol-1) x 100 = 7% R= (61 KJ·mol-1 / 2870 KJ·mol-1) x 100 = 2% Regulació de la Glucòlisi I z 1ª reacció (Glucosa + ATP Æ Glucosa-6-fosfat + ADP) ΔGº’=-20,9 KJ·mol-1 2 Regulació de la Glucòlisi II z 3ª reacció (Fructosa-6-fosfat + ATP Æ Fructosa-1,6-difosfat + ADP) ΔGº’=-17,2 KJ·mol-1 Regulació de la Glucòlisi III z Última reacció (Fosfoenolpiruvat + ADP Æ Piruvat + ATP) ΔGº’=-23 KJ·mol-1 3 La Gluconeogènesi Emmagatzematge de la glucosa z La glucosa s’emmagatzema en forma de glicogen.
z Lloc: principalment fetge i músculs.
z Transformació del glicogen en glucosa per entrar a la glucòlisi 4 Regulació del glicogen φ 5 Tema 6b: Regulació de la glucòlisi. Catabolisme dels polisacàrids fins la glucosa Què produeix i quin és el rendiment? És la via metabòlica encarregada d’oxidar o fermentar la glucosa obtenir energia (ATP) per a la cèl·lula. Els productes de la reacció són: - per ATP: La font d’energia de la cèl·lula.
NADH i H+: Poden reduir compostos d’altres vies metabòliques o sintetitzar ATP.
Piruvat: El piruvat es transforma en Acetil-CoA (com els àcids grassos) i, juntament amb els aminoàcids passen al cicle de Krebs on es crea més NADH per sintetitzar ATP.
El balanç de la reacció és: glucosa +2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ Æ 2 piruvats + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O + 4H+ L’energia màxima que es podria obtenir de l’oxidació total aeròbica de la glucosa es de 2870 kJ/mol. Però, en canvi, a partir de la glucòlisi només obtenim 213,5 KJ/mol.
L’energia produïda mitjançant la glucòlisi prové de: 2 ATP + 2 NADH = 7 ATP = 213,5 KJ/mol 1 ATP = 30,5 KJ/mol 1NADH = 2,5 ATP Aproximadament el 93% de l’energia obtinguda oxidant glucosa no és utilitzada per la cèl·lula i el rendiment total de la reacció és de només el 7%.
Rendiment = 213,5 KJ / mol ⋅100 ≈ 7% 2870 KJ / mol Si el NADH no s’acaba convertint en ATP i s’utilitza per a altres funcions del metabolisme o es reoxida per ser utilitzat altre cop a la glucòlisi, el rendiment disminueix al 2% : 2 ATP = 61 KJ/mol Rendiment = 61KJ / mol ⋅100 ≈ 2% 2870 KJ / mol Quin és el nombre de molècules d’ATP generades? Es generen 4 molècules d’ATP i se’n gasten 2. Per tant, el nombre final de molècules d’ATP obtingudes és 2.
Com es produeix la regulació de la glucòlisi? A totes les reaccions? Només a algunes? La glucòlisi es regula enzimàticament a 3 punts: A la primera, la tercera i la última reacció, totes tres irreversibles.
1ª reacció (Glucosa + ATP Æ Glucosa-6-fosfat + ADP) Aquesta reacció consisteix en la fosforilació de la glucosa per activar-la (augmentar l’energia) i és catalitzada per l’enzim hexaquinasa.
És un punt de regulació poc important, ja que no es produeix quan hi ha molta Glucosa-6-fosfat.
3ª reacció (Fructosa-6-fosfat + ATP Æ Fructosa-1,6-difosfat + ADP) Aquesta reacció és la fosforilació de la Fructosa-6-fosfat al carboni 1. És catalitzada per l’enzim fosfofructoquinasa, el més important del procés. Si l’enzim està activat s’obté més fructosa-1,6-difosfat i, després, altres enzims poden crear més piruvat. L’ATP inhibeix aquest enzim perquè si ja hi ha una alta concentració d’ATP no cal sintetitzar-ne més. Si hi ha molts citrats passa una cosa semblant: vol dir que s’està duent a terme el cicle de Krebs, un procés que allibera molta energia i, per tant, tampoc cal realitzar la glucòlisi per obtenir ATP ni piruvat. En canvi , si hi ha ADP o AMP significa que hi ha carència d’ATP i s’activa l’enzim. Es considera que aquesta reacció és el punt de control de la glucòlisi perquè intervenen altres substrats a part de la glucosa.
Última reacció (Fosfoenolpiruvat + ADP Æ Piruvat + ATP) És la desfosforilació del fosfoenolpiruvat obtenint piruvat i ATP. És regulada per l’enzim piruvat quinasa i és una reacció favorable i irreversible.
La glucòlisi és una via irreversible. Per quina via es passa de piruvat a glucosa? Per la gluconeogènesi (esquema), una ruta anabòlica que sintetitza glucosa a partir de precursors no glucosídics com, entre d’altres, el piruvat. Es duu a terme sobretot al fetge, tot i que també es pot produir a l’escorça renal.
En què es diferencien la glucòlisi i la ruta que acabem de descriure? La gluconeogènesi és pràcticament oposada a la glucòlisi, excepte en les reaccions irreversibles. Una altra diferència és que no tot el procés és citoplasmàtic, sinó que requereix el pas pels mitcondris.
És regulada per l’enzim fructosa-1,6difosfatasa, que és inhibit per la presència de glucosa i activat per l’acumulació de fructosa-1,6difosfat. Aquest procés requereix una elevada quantitat d’energia (6ATP), molt superior a la producció glucolítica i, per tant, es limita a situacions extremes en les que mantenir l’activitat vital preval sobre el consum energètic.
La glucosa s’emmagatzema en forma de glicogen. Com arriba en forma monomèrica a la glucòlisi? El glicogen s’emmagatzema sobretot al fetge i als músculs i la seva conversió en glucosa-6-fosfat per entrar a la glucòlisi és catalitzada per l’enzim glucògen fosforilasa, que s’inhibeix per la presència tant de glucosa-6-fosfat com d’ATP. El glicogen té forma ramificada i la funció d’aquest enzim és anar separant glucoses d’una branca fins que en quedin només 4. Aleshores un altre enzim anomenat glucantransferasa porta 3 de les glucoses restants a la branca principal.
Finalment un últim enzim treu l’última glucosa que queda.
Quina és la regulació, si n’hi ha, d’aquest últim procés? Estan relacionades l’acumulació de glucosa en forma de polímer i la degradació del polímer? La degradació del glicògen és regulada per l’enzim glicògen fosforilasa, del qual hi ha dos tipus: el glicògen fosforilasa b (menys actiu i sense fosforilar) i el glicògen fosforilasa a (més actiu i fosforilat).
La síntesi de glicogen, en canvi, és regulada per un altre enzim, el glicogen sintetasa, del qual també hi ha dos tipus: glicogen sintetasa I (no fosforilat i més actiu) i glicogen sitetasa D (fosforilat i menys actiu), per tant funciona de forma contrària a l’enzim de la degradació.
La relació entre l’acumulació del polímer i la seva degradació és gràcies a l’acció d’hormones: - La hormona insulina provoca la desfosforilació de tots dos enzims. Per tant afavoreix la síntesi de glicogen.
Les hormones adrenalina i glucangón fan el contrari: activen els processos de fosforilació dels dos enzims estimulant la degradació de glicogen.
És doncs una regulació recíproca, és a dir, les hormones fosforilen o desfosforilen tots dos enzims afavorint la síntesi o la degradació i inhibint la funció contrària.
...