gluconeogenesis

BIOL 166

Gluconeogenesis

Resumir Resum ir la vía de la l a gluconeogénesis, gluconeogénesis, incluidos los sustratos, las enzimas singulares y los mecanismos reguladores.

Describir la gluconeogénes gluconeogénesis is en el mantenimiento de la concentración sanguínea de glucosa. Describir el ciclo de cori

Gluconeogenesis Síntesis de glucosa a partir de precursores no glucosídicos. Es una vía es muy importante en órganos como el cerebro y eritrocitos. Se realiza principalmente en el hígado y también en el riñon

Principales sustratos: Lactato músculo, eritrocitos. Aminoácidos glucogenicos proteínas de la dieta, inanición. Alanina músculo. Glicerol trigliceridos Propionato solamente ac. grasos de cadena impar • • • • •

De estos componentes se debe formar oxalacetato para iniciar esta ruta metabólica

Relación enzimática entre gluconeogénesis y glucólisis.

¿Cómo se hace para que la gluconeogénesis sea exergónica? Estrategia general: evitar hacer en la dirección contraria las reacciones altamente exergónicas e irreversibles:   hexoquinasa fosfofructokinasa 1 piruvato kinasa. • • •

Esto se evita usando enzimas específicas para esta vía.

Vía gluconeogénica: Producción de glucosa a partir de piruvato.

+ 2 ATP + 2 NADH

- 4 ATP - 2 GTP - 2 NADH

GLUCONEOGENESIS

GLICOLISIS Hexoquinasa

c

Fosfo fructoquinasa 1

c

Glucosa 6-fosfatasa

Fructosa 1,6 bisfosfatasa

PEP carboxiquinasa Piruvato quinasa

c Piruvato carboxilasa

Bypass 1: de piruvato en fosfoenolpiruvato.

Piruvato carboxilasa ( mitocondria)

PEP Carboxiquinasa

PEP Carboxiquinasa citosólica

Dos vías para comenzar la gluconeogenesis

Malato Deshidrogenasa citosólica

Malato Deshidrogenasa Mitocondrial

Piruvato carboxilasa

Esta vía se activa cuando el precursor es piruvato o alanina

PEP Carboxiquinasa Mitocondrial

Piruvato carboxilasa

Lactato deshidrogenasa

Esta vía se activa cuando el precursor es lactato

Reacción neta: Piruvato + ATP + GTP + H2O

fosfoenolpiruvato + ADP + GDP + Pi + H+

Formado el fosfoenolpiruvato, ocurren las reaciones inversas de la glucólisis hasta llegar a fructosa 1,6bifosfato.

Bypass 2: de fructosa-1,6-bifosfato en fructosa-6-fosfato.

Fructosa-1,6-bifosfato + H2O

fructosa-6-fosfato + Pi

Fructosa-1,6-bifosfatasa

∆ G°=

-16,7 kJ/mol.

 Punto de regulación muy importante.

•

Bypass 3: de glucosa-6-fosfato en glucosa.

Glucosa-6-fosfato + H2O

glucosa + Pi

Glucosa-6-fosfatasa

∆ G°=

-13,18 kJ/mol.

Esta enzima se expresa en el hígado. Es un paso necesario para la liberación de la glucosa al torrente sanguíneo. • •

resumen

Balance final de la gluconeogenesis: 2 Piruvato+4 ATP+2 GTP+2 NADH+6 H2O→ glucosa+4ADP+2 GDP+6Pi+2NAD++2H+ ∆ Gº=

-9 kcal/mol.

Por el contrario, la estequiometría de la reacción inversa de la glucólisis es:

2 Piruvato+2ATP+2NADH+2H2O → glucosa+2ADP+2Pi+2NAD+

Sustratos de la gluconeogénesis.

Glicerol quinasa Proveniente de la degradación de triacilgliceroles Provenientes del músculo esquelético ( ciclo de

Control hormonal la glucólisis y la gluconeogénesis Insulina ( aumenta por la ingesta de alimentos): Estimula la glicolisis en el higado ya que aumenta la expresión de enzimas como la fosfofructoquinasa 1, piruvato quinasa y de la fosfofructoquinasa2 Glucagón ( aumenta en el ayuno): Estimula la gluconeogenesis en el higado ya que disminuye la expresión de la fosfofructoquinasa 1, piruvato quinasa y de la fosfofructoquinasa 2 y aumenta la expresión de la fosfoenolpiruvato carboxiquinasa y de la fructosa-1,6-bifosfatasa Tras una comida rica en glúcidos:  Aumenta la Insulina y disminuye el glucagón → predominio de la glucólisis sobre la gluconeogénesis en hígado. Tras el ayuno prolongado: Disminuye la Insulina y aumenta el glucagón → predominio de la gluconeogénesis sobre la glucólisis en el hígado.

Regulación de Piruvato Carboxilasa

Acetil CoA estimula a Piruvato Carboxilasa

Regulación de Fructosa 1,6 Bifosfatasa (FBPasa 1) • La F-2,6-BP y el AMP, regulan glicolisis y gluconeogenesis

Enzima bifuncional PFK2/FBPasa2

Por regulación de • Insulina: estimula actividad PFK2

Regulación de Fructosa 1,6 Bifosfatasa (FBPasa 1) El control hormonal sobre la enzima bifuncional PFK2 / F-2,6-BPasa. • fosforilación ( glucagón) • desfosforilación (insulina)

desfosforilada

fosforilada

Regulación de Fructosa 1,6 Bifosfatasa (FBPasa 1) Enzima bifuncional PFK2/F2,6BPasa: Cuando está fosforilada se activa F-2,6-Bpasa:  – degrada la F-2,6-BP e inhibe la glucólisis y se activa F1,6BPasa (se activa la gluconeogénesis)

Cuando está desfosforilada se activa la PFK2:  – aumenta producción de F2,6BP, que luego activa la PFK1 (se activa glucolisis)

Fermentación láctica: ocurre en procesos anaerobicos como ejercicio físico intenso o en células sin mitocondrias o con muy pocas mitocondrias

Ciclo glucosa-alanina

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