Roma-2012

Gluconeogénesis Ciclo de Cori y

Ciclo de glucosa alanina

http://www2.uah.es/tejedor_bio/bioquimica_Farmacia/tema30-1.htm

Roma-2012

Bibliografía

McKee2. Cap. 8.2. Gluconeogénesis

Reacciones, Sustratos y Regulación

Champe, et al. Cap. 10. Gluconeogénesis

Voet, et al. Cap. 15.4 Gluconeogénesis

De Piruvato a fosfoenolpiruvato

Rxns hidrolíticas

Regulación de la gluconeogénesis

Roma-2012

Bibliografía

Harper. Bioquímica Ilustrada Murray, et al. 28ª. Edición Cap. 20.

Gluconeogenesis http://themedicalbiochemistrypage.org/gluconeogenesis.html

Roma-2012

Asegurarse de cubrir estos objetivos

Objetivo general: Comprender el mecanismo de gluconeogénesis, su relación con la glucólisis, fuentes de esqueletos carbonados y mecanismos de control de ésta ruta. Objetivos específicos, comprender y analizar los siguientes procesos: - Mecanismo general de la gluconeogénesis. - Enzimas comunes entre la glucólisis y la gluconeogénesis - Sustratos alternativos como fuentes de esqueletos carbonados y

métodos de transporte hacia mitocondria-citoplasma y viceversa - Lanzadera de Malato y Aspartato - Utilización del lactato: Ciclo de Cori - Fuente de esqueletos carbonados: Ciclo de Alanina - Fuente de esqueletos carbonados: Lanzadera de glicerol fosfato - Mecanismos de regulación: alostérica, hormonal y concentración

de sustratos.

Roma-2012

Glucólisis vs. gluconeogénesis

En la glucólisis: - Tres rxns. Altamente exergónicas (1-2,3-4 y

9-10). - Regulatorios: hexocinasa, fosfofructocinasa

y piruvato cinasa.

En gluconeogénesis (pasos que difieren de glucólisis: - 1º. Piruvato PEP (varios pasos) - 2º. F-1,6-bP F-6-P (F-1,6-fosfatasa) - 3º. G-6-P Glucosa (Glucosa 6-fosfatasa,

enzima que se localiza en el RE-l)

Roma-2012

Gluconeogénesis

http://www.medicapanamericana.com/voet/viewer_instructor.asp?tit=Animated%20Figures&link=animated_figures/figures_index.html

El proceso de síntesis de glucosa ó glucógeno (fundamentalmente en el hígado) a partir de moléculas que no son carbohidratos. También riñón. Principales precursores: Aminoácidos glucogénicos, Lactato, Glicerol y Propionato. Intestino (en caso de ayuno) http://adsabs.harvard.edu/abs/2007q.bio.....2009H

Estudiar esta liga: http://www.medicapanamericana.com/voet/animated_figures/ch15/f15-1.html

Roma-2012

Puntos clave de ramificación. Piruvato

El piruvato puede derivarse de ó dar origen a diversos intermediarios metabólicos. También sirve como sustrato para la síntesis de Acetil-Co-A. Nótese que tiene una relación directa con el metabolismo de aminoácidos (alanina), carbohidratos (glucólisis) y el metabolismo de lípidos (Acetil-Co-A).

http://biocadmin.otago.ac.nz/fmi/xsl/bioc2/learnbitslecture.xsl?-db=BIOC2web.fp7&-lay=Lectures&-recid=5157&-find=

Roma-2012

Glucogénesis The whole «enchilada»

http://www.t3portal.org/T3_Portal_v1/!SSL!/WebHelp/ales_vancura/Gluconeogenesis_and_meta

bolism_of_glycogen.htm

Roma-2012

Muy buenas revisiones: Gluconeogénesis

Carbohydrate Metabolism. Gluconeogenesis:

• http://teaching.ust.hk/~ceng365/files/web_resources/BICH112/SDLA/a5_Gluconeo.html

Interactive Concepts in Biochemistry:

Gluconeogénesis

• http://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/animations/gluconeogenesis/gluconeogenesis.htm

• Tiene una actividad interactiva al fina….!!!

Roma-2012

Reacciones

La glucólisis y la gluconeogénesis son rxn´s termodinámicamente favorables, pero en direcciones opuestas.

En la gluconeogénesis se invierten

7 / 10 reacciones de la glucólisis Las rxns irreversibles son las

catalizadas por: La gluconeogénesis usa algunas

rxn´s alternativas, cuáles?

Glucólisis

Roma-2012

¿Cuándo y dónde se lleva a cabo?

Cuando la [glucosa] en sangre es baja y se ha agotado el glucógeno hepático Sustrato: ???

Lugar: ???

Roma-2012

Contraste: Glucólisis y

Gluconeogénesis

• Costo de la gluconeogénesis:

Roma-2012

La glucosa representa la única fuente de energía para (tejidos u órganos): Fuentes de esqueletos carbonados:

Gluconeogénesis usos y precursores

http://www.t3portal.org/T3_Portal_v1/!SSL!/WebHelp/ales_vancura/Gluconeogenesis_and_metabolism_of_glycogen.htm

Roma-2012

1.- Síntesis de PEP fosfoenolpiruvato a partir de Piruvato

4C

3C

3C

Enzimas que intervienen:

piruvato carboxilasa (mitocondrias)‏

Requiere:

-

-

Se activa alostéricamente por:

CONTROL

Quién dona el grupo P?

LUGAR(es):

*Cuerpos cetónicos: acetona, ácido acetoacético, ácido beta-hydroxybutírico.

4C

De HCO3-

Roma-2012

Lanzadera de Malato-Aspartato

1 3

4

2

5 Entender los pasos y fuente de los carbonos:

Mitocondria Citosol

Roma-2012

Lanzadera malato/aspartato

Abrir esta liga del Voet, es una animación: http://www.medicapanamericana.com/voet/animated_figures/ch15/f15-27.html

Roma-2012

2.- Conversión de fructosa-1,6-bifosfato en fructosa-6-fosfato

Tipo de rxn. Relevancia de éste punto de control: Tipo de control:

Roma-2012

3. Formación de la glucosa a partir de glucosa-6-fosfato.

• Dónde se encuentra la glucosa 6-fosfatasa?

• Tipo de rxn:

Glucólisis Gluconeogénesis

Roma-2012

Enzimas clave de ambas rutas Gluconeogénesis

Glucólisis

Roma-2012

Sustratos gluconeogénicos

http://themedicalbiochemistrypage.org/gluconeogenesis.html

Indicar cuáles son las fuentes de los sustratos gluconeogénicos:

Roma-2012

Ciclo de Cori

La fosforilación oxidativa (FO) en mitocondrias genera grandes cantidades de ATP.

Algunas fibras generan ATP adicional de la glucólisis anaeróbica (glucógeno lactato) esto es mucho menos eficiente que la FO, crucial para los deportistas de eventos “explosivos”

Los músculos no pueden procesar el lactato… entonces…?

Papel de la glicerol cinasa en éste ciclo….

Carl 1896-1984

Gerty 1896-1957

Premio Nóbel de F y M, 1947 y B. Houssay

Roma-2012

Estudiar esta liga…!!!

• Es importante que estudien esta animación del Ciclo de Cori

• http://www.wiley.com/legacy/college/boyer/0470003790/animations/cori_cycle/cori_cycle.htm

Roma-2012

Ciclo de Cori La circulación de glucosa del hígado a músculo donde el lactato se

mueve en sentido inverso, se conoce como Ciclo de Cori: se promueve la glucólisis en el músculo y la gluconeogénesis en el hígado

• Durante periodos de ejercicio, qué pasa con el metabolismo de glucosa?

• Tejidos involucrados:

http://www.territorioscuola.com/wikipedia/es.wikipedia.php?title=Ciclo_de_Cori

Roma-2012

Ciclo de Cori

• Consumo energético:

• Función del ciclo:

• De qué tipo de metabolismo proviene el ATP que se requiere en el hígado para éste ciclo?

http://www.dentistry.leeds.ac.uk/biochem/lecture/glycol/pyruvate.htm

Roma-2012

Glucólisis vs. gluconeogénesis

• Son rxn´s que consumen ATP. No sería eficiente si se llevaran a cabo en una sola célula y transcurrenen dos tejidos diferentes

Roma-2012

Gluconeogénesis y glucólisis

Estudien esta liga del Voet: Comparación de la glucólisis y la gluconeogéneisis.: http://www.medicapanamericana.com/voet/animated_figures/ch15/f15-22.html

Roma-2012

El glicerol 3-P se oxida para formar DHAP.

La rxn es promovida por una relativa alta [NAD+]

De los aa glucolíticos, la Ala es importante. Durante periodos de ejercicio intenso, se producen grandes cantidades de piruvato y parte es convertido a Ala (transaminación con glutamato). Una vez en el hígado, se convierte a Piruvato y luego a glucosa.

Dihidroxiacetona-P

Precursores: del metabolismo de lípidos

Roma-2012

Ciclo de glucosa-alanina

Dónde se lleva a cabo?

Origen de los aminoácidos:

Mecanismo de síntesis de alanina:

Roma-2012

Ciclo glucosa-alanina

Destino de la alanina y grupos nitrogenados:

Roma-2012

Ciclos glucólisis-gluconeogénesis y glucosa-alanina

En la guconeogénesis, el oxalacetato es restituido a partir de piruvato por transaminación de alanina (en mitocondria).

Roma-2012

Regulación de la gluconeogénesis

• La ruta está influenciada por:

• Se puede estimular por:

Roma-2012

Glucólisis y gluconeogénesis Regulación

Roma-2012

Regulación

http://themedicalbiochemistrypage.org/gluconeogenesis.html

Fuerte efector

alostérico negativo

de B-1,6-bPasa

Roma-2012

Control gluconeogénesis

Visualizar el mecanismo de operación de este punto de regulación:

Cinasa (agrega grupos fosfato) Fosfatasa (remueve grupos fosfato)

El punto de control más importantes para la glucólisis y la gluconeogénesis es:

http://www.themedicalbiochemistrypage.org/gluconeogenesis.html

Roma-2012

Regulación del metabolismo de glucógeno

Estudiar esta liga del Voet: http://www.medicapanamericana.com/voet/animated_figures/ch15/f15-20.html

La piruvato cinasa se inhibe alostéricamente en el hígado por la alanina que es un precursor glucogénico fundamental.

Roma-2012

Control hormonal

Estudiar esta liga del Voet: http://www.medicapanamericana.com/voet/animated_figures/ch15/f15-21.html

Roma-2012

Enzimas

Estimula

Inhibe

Roma-2012 http://www2.uah.es/tejedor_bio/bioquimica_Farmacia/tema21.htm

Puntos de control

Roma-2012

Hormonas • Glucagon: Inactiva (enzima y mecanismo)

Activa (enzima y mecanismo)

COMPARAR ESTOS HECHOS CON EL ESQUEMA DE GLUCÓLISIS Y GLUCONEOGÉNESIS

Roma-2012

Glucagon

Mecanismo y regulación en células del hígado.

Qué inhiben y qué estimulan:

Roma-2012

Hormonas

• Cortisol (mecanismo de control)

• Insulina (mecanismo de control)

Roma-2012

Resumen de uso y producción energética

http://www.biochem.arizona.edu/classes/bioc462/462b/glycolysis.html

Hagan su resumen y un mapa conceptual…SUERTE..!!!

Roma-2012

Escenarios de: Ayuno: Ayuno prolongado: El principal sustrato en estos casos:

Cano, N. 2002. Bench-to-bedside review: Glucose production from kidney. Critical Care. 6:317-321. http://ccforum.com/content/6/4/317