Gluconeogénesis Flashcards
¿la glucólisis y la gluconeogénesis son rutas opuestas?
No, aunque comparten 7 de sus enzimas no son opuestas
¿Qué es la gluconeogénesis?
Formación de azúcar de nuevo, es una ruta que convierte al pirvato y otros compuestos en glucosa
Características de la gluconeogénesis
Usa 7 de las 10 enzimas de la glucólisis
3 reacciones son irreversibles con delta G negativo
3 reacciones son bypass
Se da en el citosol
Se produce cuando hay ayunos, ejercicios prolongados y no existe suficiente glucosa en sangre
A partir de precursores no glucosídicos
En qué organismos es común la gluconeogénesis
animales, plantas, hongos y microorganismos
Dónde son los órganos animales dónde se produce en mayor cantidad de gluconeogenesis
Higado y en menor medida en la corteza renal
¿En célula animal cuales son lo compuestos que se usan para gluconeogénesis?
Lactato (de la fermentación en el ciclo de Kori). piruvato, glicerol y ciertos aminoácidos
¿En célula vegetal cuales son lo compuestos que se usan para gluconeogénesis?
En las semillas germinadas las prasas y proteínas almacenadas se convierten en sacarosa
¿En microorganimos cuales son lo compuestos que se usan para gluconeogénesis?
acetato, lactato y propionato presente en su medio de cultivo
Se puede dar a la misma vez que la glucólisis
No simultaneamente
¿Las reacciones de la gluconeogénesis es igual en todos los organismos?
Sí, pero el contexto metabólico y la regulación de la vía difieren entre organismos
¿En qué órganos se da la gluconeogénesis?
Principalmente en hígado
¿En qué organelos celulares se produce la gluconeogénesis?
Citosol y mitocondria eucariotas
Citosol procariotas
Describa la síntesis de glucosa a partir de piruvato
2 Piruvato+ 2 NADH+ 4 ATP+ 2 GTP+ 6H2O+ 2 H+= Glucosa + 2 NAD+ + 4 ADP+ 2GDP + 6Pi
Se requiere de un gasto energético para romper la barrera termodinámica
Caracterpisticas del primer bypass de piruvato a fosfoenolpiruvato
-Requiere de dos reacciones exergónicas
- Se da cuando el precursor es la alanina o piruvato
Requiere de ATP y GTP
Se da en mitocondria y citosol
Se da una carboxilación descarboxilación activa el piruvato
Describa el primer bypass de piruvato a fosfoenolpiruvato
El piruvato del citosol es transportado a la mitocondria (o se genera dentro de la mitocondria desde la alanina, donde se elimina el grupo a amino) a continuación una enzima mitocondrial la piruvato carboxilasa que requiere biotina, convierte el piruvato en oxalacetato
Piruvato+ HCO3- + ATP= Oxalacetato +ADP+Pi
La membrana celular no tienen transportador de oxalacetato, por ello este se convierte en malato, por la malato deshidrogenasa mitocondrial
Oxalacetato+ NADH+H+= Malato+ NAD+
El malato abandona la mitocondria hacie al citosol, donde se reoxida a oxalacetato con la producción de NADH citosólico
MAlato+ NAD+ = Oxalacetato +NADH+H+
El oxalacetato es convertido en PEP por la enzima fosfoenolpiruvato carboxiquinasa dependiente de Mg
Oxalacetato+GTP=fosfoenolpiruvato +CO2+ GDP
Para qué enzima el Acetil Co A es un efector positivo
Para la piruvato carboxilasa
¿Cuál es la ecuación global para la primera reacción bypass? y cual es el Delta G
Piruv
ato+ ATP+GTP+HCO3=PEP+CO2+GDP+ATP+Pi
Delta G 0.9kj/mol
¿La reacción de fosfoenolpiruvato a piruvato o visceversa es similar en glucólisis o gluconeogénesis?
No, en glucolisis solo se requiere un ATP y en gluconeogenesis 2. Además las enzimas son diferentes y la gluconeogénesis requiere enzimas de mitocondria y citosol
qué es la reacción NADH/NAD+
es la relación entre NADH reducido y NAD+ oxidado
Si es alto quiere decir que hay más NADH y si es bajo NAD+ es mayor
¿Dónde hay mayor concenración de NADH?
En la mitocondria es mayor a comparación del citosol
¿Dónde hay mayor NAD+?
En el citosol
¿Para la primera reacción bypass se requiere NAD+ o NADH? que significa esto
De hecho ambas
requiere de NADH en mitocondria y más NAD+ en el citosol. Debido a que la gluconeogénesis requiere NADH (en la conversión de 1,3 bifosfoglicerato a gliceraldehido 3 fosfato en el sexto paso) requiere un suministro de NADH desde la mitocondria. El transporte de malato desde la mitocondria al citosol y su conversión a oxalacetato transporta equivalentes de reducción en forma de NADH
Características de la piruvato carboxilasa
.Presente en el primer bbypass
Fija dióxido de carbono en bacterias y algunos eucariotas
Actua en la gluconeogénesis donde el CO2 se libera al final
El oxalacetato que se produce no se usa en gluconeogénesis, más bien reabastece los inermediarios de ácido cítrico que sirven como intermediarios
Características de las fosfoenolpiruvato carboxiquinasa
Conocida como PEPCK
su actividad influye en la velocidad de gluconeogénesis
Mamiferos la gluconeogénesis se da en el hígado, riñones e intestino delgado
Inducida por hormonas por la expresión de genes
con el tiempo aumenta su cantidad
Insulina reduce PEPCK
¿Qué sucede en el ayuno con PEPCK?
Durante ayubo en animales, se libera glucagón, que aumenta cAMP intracelular que induce a la transcripción del gen PEPCK en hígado y mayor síntesis de PEPCK
¿Cuáles son las diferencias del primer Bypass entre eucariotas y procariotas en gluconeogenesis?
Procariotas Una enzima solo se da en citosol Es más eficiente Un solo paso La enzima es la fosfonolpiruvato sintasa
Eucariotas
usan dos enzimas
Se da un intercambio entre citoplasma y mitocondria
Se dan dos pasos y dos enzimas
¿Qué sucede cuando el lactato es el precursor glucogeneogénico?
Se da un rodeo más corto. El lactato producido tras la fermentación de eritrocitos o músculo anaeróbico.
La conversión de lactato a piruvato en el citosol (por la enzima lactato deshidrogenasa) produce NADH, esto reduce la tediosa tarea de transportar NADH desde la mitocondria. El piiruvato entra en la mitocondria, donde es convertido en oxalacetato por la piruvato carboxilasa, este se convierte en PEP por una isoenzima mitocondrial de PEP carboxiquinasa. Este PEP se trasnporta al citosol
¿Que significa isoenzima?
Tienen la misma función pero son codificados por genes diferentes
Describa el segundo bypass de piruvato a fosfoenolpiruvato
Se da por la fructosa 1,6 biofosfatasa (en la glucólisis fosfofructoquinasa) depende de Mg
Fructosa 1,6 bifosfato +H2O -1 fructosa 6 fosfato +Pi
Se produce la hidrólisis irreversible del fosfato
Prouce un delta G de -16.3 KJ/mol
Describa el tercer bypass de piruvato a fosfoenolpiruvato
Se da al final de la gluconeogénesis, la desfosforilación de la glucosa 6 fosfato para producir glucosa
enzima glucosa 6 fosfatasa (hexoquinasa en glucólisis) no requiere síntesis de ATP, es una simple hidrólisis
Glucosa 6 fosfato+H2O-1 glucosa + Pi
Activado por Mg2+
reticulo endoplasmatico de los hepatocitos y células renales
Caracterpisticas de la glucosa 6 fosfatasa
No se encuentra esta enzima ni en músculo ni en cerebro, por lo que la gluconeogénesis no se da en estos tejidos. La glucosa producida por la gluconeneogénesis producida en hígado y en riñon se envian al cerebro y musculo a partir del torrete sanguineo
¿Cuál es la reacción global de la gluconeogénesis?
2 piruvato+ aATP+2GTP+2NADH+2H++4H2O =glucosa+ 4 ADP+ 4GDP+ 6Pi+2 NAD+
¿Por qué la gluconeogénesis resulta ser energéticamente cara?
Porque por casa molécula de glucosa formada a partir de piruvato se requiere 6 grupos fosfato de energía 4 ATP y 2GTP además requiere dos moléculas de NADH
¿Para qué se usa la glucosa 6 fosfato?
En algunas especies y órganos la biosíntesis termina con glucosa 6 P que se convierte en sustrato para más rutas de carbohidato que llevan a la síntesis de glucógeno, almidon, sacarosas, pentosas etc
¿Todos los órganos poseen glucosa 6 fosfatasa? ‘Qué significa esto?
No solo hígado, riñones e intestino delgado. Por esto pueden sintetizar glucosa, que sera llevada por el torrente sanguíneo a otros tejidos. Esa enzima se enlaza con el retículo endoplasmático con su sitio activo en el lumen. El hecho de que no todos los tejidos tengan esta enzima garantizan esta glucosa 6 fosfato para el metabolismo interno.
¿Las otras enzimas de la gluconeogénesis se encuentran en los tejidos?
Sí al menos en pequeñas cantidades
¿la síntesis de glucosa sol o viene de piruvato?
No, también puede venir desde intermediarios de 4, 5 y 6 carbonos del ciclo de Krebs como la isocitrato, a ceta glutarato que se pueden oxidar a oxalacetato. Algunos aminoacidos que pueden dar piruvato (alanina y glutamina) ácidos grasos no en mamiferos. Acetil CO A en plantas y microorganismos
lactato
¿Cómo el lactato se considera como un precursor de glucosa?
Se convierte en glucosa en el hígado, la energía se obtienen de los ácidos grasos. En músculo anaerobio la glucosa se convierte en lactato. El lactato no es fuente de energía en mamíferos, por lo que debe convertirse en glucosa
Describa a los aminoácidos como precursores de glucosa
Algunos o todos los átomos de carbono de los aminoacidos, se convierten en piruvato o en intermediarios del cico de krebs
pueden ser precursores de glucos 6 P
el piruvato formado en otros tejidos se transporta al hígado antes de usarse para la síntesis de glucosa
EL ciclo de cori permite tranferir convirtiendo el piruvato a lactato y luego transportandolo al higado
Describa al glicerolcomo precursor de glucosa
El catabolismo de los triacilgliceroles producen glicerol y Acetil co A
En celulas de mamiferos el ciclo del glioxilato no se produce
El glicerol puede convertirse en glucosa gracias a la glicerol cinasa que cataliza la reacción de glicerol a glicerol 3 P
Se da en la mitocondria
La oxidación del glicerol 3 P se puede catalizar con la glicerol 3 fosfato deshidrogenasa y el NADH es un producto
Puede darse en hígado
Describa a los acetatocomo precursor de glucosa
Especies acetato fuente principal de carbono
El acetato puede conertirse en acetil co A precursores del oxalacetato
Precursor de baterias y levaduras
Algunas bacterias sintetizan acetato a partir de CO2
¿Cómo se regula la glucólisis y la gluconeogénesis?
Regulación alosterica
Modificaion covalente
NADH, ATP y Glucosa pueden ser activadores o inductores
¿Cuándo la glucosa es un regulador?
En altas concentraciones inhibe la gluconeogénesis produce glucólisis o glucogenesis
¿Qué sucede si hay bajas concentraciones de ATP?
Significa que no hay suficiente glucosa, se activa la gluconeogénesis porque la célula detecta bajos niveles de ATP
¿Qué sucede si hay fermentación?
Se induce la gluconeogénesis porque hay lactato en altas concentraciones
¿Que sucede si hay actividad física sostenida?
Aumenta la gluconeogénesis
¿Qué significa altas concentraciones de NAD+?
Significa bajas concentraciones de ATP activa la gluconeogénesis
¿Cuál es la relacion ATP y NADH?
Si hay mas ATP habra mas NADH
Ala, cis, Gly, Ser, Tre, TRp son precursores de
piruvato
IIe, Met, TRe, Val son precursores de
Succinil co A
Arg, Glu, Gln, HIs, Pro son precursores de
Cetoglutarato
Phe y Tyr precursores de
Fumarato
¿Asp y Asn precursores?
Oxalacetato
