Gluconeogénesis
- 1. GLUCONEOGÉNESIS Proceso (anabólico) de síntesis de glucógeno o glucosa nueva a partir de precursores no carbohidratos (es decir síntesis de azúcares a partir de no azúcares) Proceso inverso a la glucólisis.
- 3. Importancia • Se activa cuando el almacén de Glucógeno esta por agotarse o son insuficientes. • Mantiene la glucemia normal. • Una falla en la gluconeogénesis provoca Hipoglucemias, que causa disfunción cerebral, coma y muerte.
- 4. Principales sustratos • Aminoácidos glucogénicos (exepto leucina y lisina) • Lactato • Piruvato • Glicerol:
- 5. Localización • El hígado (90%) y los riñones (10%) son los principales tejidos Gluconeogénicos. El epitelio intestinal (intestino delgado) puede aporta 5% Algunos tejidos como el cerebro, el riñón , la cornea, los músculos, cuando el individuo realiza actividad extenuante requieren de un aporte continuo de glucosa obteniéndola a partir de glucógeno proveniente del hígado
- 6. Descripción de la vía • Es una serie de 11 reacciones, se convierte 2 moléculas de piruvato en una de glucosa • Es el proceso inverso de la gluconeogénesis • 7 de las 10 reacciones (reversibles) son conservadas en la gluconeogénesis. • 3 irreversibles, son sustituidas por enzimas especificas (2 reacciones mitocondriales y 1 citosólica). 2 piruvato + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 2H+ Glucosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2 NAD+
- 8. Reacción 1. Carboxilación del Piruvato (reacción mitocondrial) • Piruvato es carboxilado por la piruvato carboxilasa, para producir oxalacetato (OOA). La piruvato carboxilasa contiene biotinina como coenzima (enlace covalente biocticitina). La ruptura de este enlace de alta energía del ATP, forma la apoenzima biotina CO2, que carboxila al Piruvato La piruvato carboxilasa esta regulada alostericamente por la acetil-CoA
- 9. Reacción 2 y 3. Transporte de oxalacetato al citosol • El oxalacetato de reduce a malato (salir de la mitocondria) y el malato se reconvierte el oxalacetato (citosol). • La enzima en estas reacciones es la Malato deshidrogenasa mitocondrial y citosólica.
- 10. El oxalacetato es reducido a malato por una deshigrogenasa ligada a NADH Malato es transportado al citosol por el sistema lanzadera malato- aspartato En el citosol el malato es reoxidado a oxacelato por una deshidrogenasa citosólica ligada a NAD +
- 11. Reacción 4. Descarboxilación del oxalacetato citoplasmático Oxalacetato es deacarboxilado y fosforilado en el citoplasma por la enzima fosfoenolpiruvato caboxicinasa (PEPCK), para producir fosfoenolpiruvato.
- 12. • Cuenta con hidrolisis de GTP, acción en conjunto del fosfoenolpiruvato carboxicinasa con el priruvato carboxinasa, proporcionan un via para transformar piruvato es fosfoenolpiruvato (PEP). • El PEP participa en las reacciones reversas de la glucolisis hasta que se obtiene la frustosa1,6-bifosfato
- 13. Reacción 11. Desfosforilación de la fructosa 1,6- bifosfato • La hidrolisis de la fructosa 1,6-bifosfato por la la fructosa 1.6 bifosfatada sustituyen la reacción irreversible. • Catalizada por la fosfofructocinasa 1, proporciona una via energeticamente viable para la formación de la fructosa 6- fostato. Es el sitio principal de regulación de la gluconeogénesis
- 15. Reacción 13. Desfosforilación de la Glucosa 6 fosfato • La hidrolisis de la glucosa 6-fosfato para dar glucosa libre. • Catalizada por la glucosa 6 fosfatada, sustituye a la reacción de la glucolisis por la hexocinasa u glucocinasa Es la ultima reacción de la gluconeogénesis
- 16. Esta actividad enzimática solo se encuentra en el hígado
- 17. Balance Global de la Gluconeogénesis • La estereoquímica de la gluconeogénesis es: 2 Piruvato+ 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 6 H2O Glucosa + 2 ADP + 2 Pi+ 2 NAD++ 2H+ • Mientras que la reacción inversa de la glucolisis seria: 2 Piruvato+ 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O Glucosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi+ 2 NAD++ 2H+ ΔG=-9 Kcal/mol ΔG=20 Kcal/mol El coste extra de la gluconeogénesis es de 4 moléculas de alto potencial de transferencia de grupos fosforilo (2 ATP y 2 GTP): Se usa la energia del ATP y GTP para convertir una reacción energéticamente desfavorable como es la reacción inversa de la glicolisis(ΔG= 20 Kcal/mol) en una reacción energéticamente favorable (ΔG= -9 Kcal/mol)
- 19. Ciclo de Cori • En situaciones de trabajo intenso las fibras musculares obtienen ATP por glucólisis anaerobia, transforman glucosa en lactato. • El lactato y su precursor el piruvato son liberados a la sangre y transportados al hígado. • El hígado el piruvato y lactato son metabolizados en glucosa, por gluconeogénesis por consumo de ATP. • La glucosa del hígado regresa al musculo para ser utilizada como fuente de energía.
- 20. Ciclo de la Alanina • Proporciona alanina como precursor de la gluconeogénesis en el hígado. • El nitrógeno de los aminoácidos degradados en el musculo, llega al hígado y se incorpora a la urea y se elimina. • A partir del glutamato y de piruvato, se forma alanina. • La alanina junto con la glutamina constituyen la segunda vía mas importante de transporte de nitrógeno a la sangre