TEMA 10. Gluconeogénesis

Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis TEMA 10. Gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato. Gluconeogénesis, principales sustratos. Reacciones enzimá7cas. Balance energé7co. Regulación recíproca de la glucólisis y la gluconeogénesis. Ruta de las pentosas fosfato. Importancia y modalidades. M. Dolores Delgado Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis M. Dolores Delgado Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis Importancia y función GLUCONEOGÉNESIS: Síntesis de «novo» de glucosa. (Síntesis de glucosa a parOr de precursores no glucídicos). Cerebro, eritrocitos... necesitan glucosa como principal fuente de energía. Ayuno de más de un día o ejercicio muy intenso: las reservas de glucógeno se agotan. El hígado sinteOza glucosa a parOr de disOntos sustratos (lactato, piruvato, aminoácidos glucogénicos, glicerol...). Tejidos: HÍGADO > > > corteza renal. Localización: Citosol y mitocondria. DesOnos de la GLU sinteOzada: sistema nervioso y músculo esqueléOco; formación de glucógeno, glucoproteínas, disacáridos, etc. GLUCÓGENO Glucosa-­‐1-­‐P HÍGADO Glucosa-­‐6-­‐
Glucosa-­‐6-­‐P fosfatasa Gluconeogénesis Glucosa M. Dolores Delgado Glucosa en sangre Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis Glucólisis y Gluconeogénesis GLUCOSA Pi 3er rodeo G6P → Glucosa GLUCOSA-­‐6-­‐P FRUCTOSA-­‐6-­‐P Pi 2° rodeo F1, 6BP → F6P FRUCTOSA-­‐1,6-­‐BP DHAP GLICERALDEHIDO-­‐3P (2) Pi (2) NAD+ (2) NADH (2) 1,3-­‐BPG (2) ADP (2) 3-­‐PG (2) ATP (2) 2-­‐PG (2) PEP (2) GDP (2) GTP (2) OA (2) NADH (2) NAD+ (2) MALATO (2) NAD+ (2) NADH (2) OA (2) ADP + (2) Pi (2) ATP mitocondria (2) PIRUVATO M. Dolores Delgado 1er rodeo Pir → PEP Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis Gluconeogénesis 1er rodeo Pir PEP FOSFOENOL
PIRUVATO CO2 GDP GTP OXALACETATO NADH +H+ NAD+ MALATO COO– C O P PEP CH2 COO– C=O CH2 PEP-­‐CK (CarboxiKinasa) OA Fructosa-­‐1,6-­‐
bisfosfatasa 2° rodeo: F1, 6BP F6P H2O Pi COO– Malato-­‐DH citosólica COO– MALATO NAD+ NADH +H+ OXALACETATO CO2 ADP+Pi ATP PIRUVATO H C OH MALATO CH2 COO– COO– C=O OA H2O CH2 COO– COO– C=O mitocondria Malato-­‐DH mitocondrial Glucosa-­‐6-­‐fosfatasa 3er rodeo: G6P Glucosa CH3 Piruvato carboxilasa (coenz=bioGna) PIR PIRUVATO M. Dolores Delgado BioOna: coenzima transportador de CO2. Deriva de vitamina B8. Pi Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis Balance energéOco de la gluconeogénesis 2 Pir + 4 ATP + 2 GTP + 4 NADH + 2 NAD+ + 4H2O Glucosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 4 NAD+ + 2 NADH 2 Pir + 6 ATP + 2 NADH + 4H2O Glucosa + 6ADP + 6 Pi + 2 NAD+ M. Dolores Delgado Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis Precursores gluconeogénicos DHAP Lehninger Principles of Biochemistry. 5e. Freeman. 2009. M. Dolores Delgado Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis Ciclo de Cori MÚSCULO Sangre Glucógeno HÍGADO Glucógeno GLUCOSA GLUCOSA Glucólisis anaerobia Gluconeogénesis 2 ATP 6ATP PIRUVATO PIRUVATO LACTATO LACTATO «Sprint» Descanso «deuda de oxígeno» M. Dolores Delgado Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis Los ácidos grasos NO son gluconeogénicos Ácidos grasos (cadena par) β-­‐oxidación NADH GLUCOSA gluconeogénesis FADH2 Oxalacetato Citrato ATP Malato Ciclo del ácido cítrico Fumarato Isocitrato α-ceto-­‐glutarato Succinato SuccinilCoA M. Dolores Delgado Modificado de Lehninger Principles of Biochemistry. 5e. Freeman. 2009. Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis Regulación de la gluconeogénesis (I) PIRUVATO CARBOXILASA GLUCOSA OXALACETATO PIRUVATO CARBOXILASA PIRUVATO PIRUVATO DH ACETIL-­‐CoA ATP M. Dolores Delgado Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis Regulación de la gluconeogénesis (II) recíproca o coordinada con la glucólisis FRUCTOSA-­‐1,6-­‐BIS-­‐FOSFATASA H2O
ATP
Pi FRUCTOSA-­‐1,6-­‐BP FRUCTOSA-­‐6-­‐P FRUCTOSA-­‐2,6-­‐BP FRUCTOSA-­‐6-­‐P PFK-­‐2 FRUCTOSA-­‐6-­‐P PFK-­‐
1 Fructosa-­‐2,6-­‐BP AMP Fructosa-­‐2,6-­‐
B-­‐fosfatasa ADP GLUCÓLISIS GLUCONEO-­‐
GÉNESIS FRUCTOSA-­‐1,6-­‐BP Glucólisis PFK-­‐2 (acGva) FBPasa-­‐2 (inacGva) OH FRUCTOSA-­‐2,6-­‐BP PFK-­‐2 (inacGva) FRUCTOSA-­‐2,6-­‐BP GLUCÓLISIS FBPasa-­‐2 (acGva) GLUCONEO-­‐
GÉNESIS Enzima bifuncional M. Dolores Delgado O-­‐ P GLUCAGÓN Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis M. Dolores Delgado Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis GLUCÓGENO ALMACENAMIENTO GLUCOSA OXIDACIÓN VÍA PENTOSAS-­‐P OXIDACIÓN VÍA GLUCÓLISIS RIBOSA-­‐5-­‐P PIRUVATO NADPH (COND. ANAERÓBICAS) ETANOL
+CO2 COND. AERÓBICAS ACETIL-­‐CoA CO2 + H2O M. Dolores Delgado COND. ANAERÓBICAS LACTATO Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis Ruta de las pentosas fosfato ObjeOvos: -­‐ Producción de NADPH: Poder reductor para biosíntesis de ácidos grasos, esteroides... -­‐ Producción de Ribosa-­‐5-­‐P: Precursor de ácidos nucleicos, ATP, CoA, NAD+, FAD... Tejidos: -­‐ Adiposo, glándula mamaria, corteza adrenal, eritrocitos, hígado... M. Dolores Delgado Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis Reacciones de la ruta: visión global 2 FASES: 1. OXIDATIVA: IRREVERSIBLE 2. NO OXIDATIVA: REVERSIBLE Lehninger Principles of Biochemistry. 5e. Freeman. 2009. M. Dolores Delgado Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis Ruta de las pentosas fosfato Tres modalidades: 1.  Se requiere tanto NADPH como ribosa-­‐5-­‐P …………. fase oxida7va. 2.  Se requiere mucho más NADPH ……...........................….. fase oxida7va + no oxida7va. 3.  Se requiere más ribosa-­‐5-­‐P ….............................................. fase no oxida7va desde G6P (a la inversa). M. Dolores Delgado Bioquímica Estructural y Metabólica TEMA 10. Gluconeogénesis BIBLIOGRAFÍA •  Lehninger Principles of Biochemistry. 5ª ed. Freeman, 2009. Cap 14. •  Mark’s Basic Medical Biochemistry. A clinical approach. 3ª ed. LWW., 2008. Caps 29, 31. •  Devlin. Textbook of Biochemistry with Clinical correlaHons. 7ª ed. Wiley, 2010. Cap 15. •  Feduchi y cols. Bioquímica: conceptos esenciales. Panamericana, 2011. Cap 12. •  Berg, Tymoczko and Stryer. Biochemistry. 7ª ed. WH. Freeman, 2011. Cap 16. •  Baynes and Dominiczak. Bioquímica Médica. 3ª ed. Elsevier, 2011. Cap 13. •  Garreb and Grisham. Biochemistry. 4ª ed. 2009. Cap 22. M. Dolores Delgado