UNIDAD IV

GLUCÒLISIS

La glucólisis o glicolisis es la vía metabólica encargada de oxidar o fermentar la glucosa y así obtener energía para la célula. ésta consiste de 10 reacciones enzimáticas que convierten a la glucosa en dos moléculas de piruvato, la cual es capaz de seguir otras vías metabólicas y así continuar entregando energía al organismo.

Es la vía inicial del catabolismo (degradación) de carbohidratos, y tiene tres funciones principales:

La generación de moléculas de alta energía (ATP y NADH) como fuente de energía celular en procesos de respiración aeróbica (presencia de oxígeno) y anaeróbica (ausencia de oxígeno).

La generación de piruvato que pasará al Ciclo de krebs, como parte de la respiración aeróbica.

La producción de intermediarios de 6 y 3 carbonos que pueden ser ocupados por otros procesos celulares.

Primera fase de la glucólisis

La glucosa se fosforila en el alcohol por la hexoquinasa. La hexoquinasa une el fosfato del ATP mediante un enlace fosfoéster y la transforma en Glucosa-6-fosfato. La Glucosa-6-P está preparada para los procesos que continúan en la glucólisis. La fosforilación transforma 1 molécula neutra en una molécula cargada negativamente. Hace que ahora, la glucosa-6-P no pueda volver a salir por la membrana debido a su carga negativa.

A la célula no le gusta la forma aldosa y hace la forma cetosa (Fructosa-6-P). Es realizado por la fosfoglucosa isomerasa.
Implica la adquisición de un segundo fosfato que va a parar al C1 y forma la fructosa-1,6-bisfosfato. Lo relaiza la fosfofructoquinasa-1 (PFK-1). La fructosa-1,6-bisfosfato es completamente simétrica. La PFK-1 es un enzima clave en la glucólisis.

1.4. La fructosa-1,6-bisfosfato se parte por la mitad y da dos moléculas (dihidroxiacetona-fosfato(DHAP) y gliceraldehido-3-fosfato (G3P)). La glucólisis se da a partir del gliceraldehido-3-P. El equilibrio está desplazado hacia la dihidroxiacetona-fosfato. Sólo un 5% es Gliceraldehido-3-P. La desaparición contínua de G3P transforma la DHAP en G3P. Todo acaba siendo G3P.

Segunda fase de la glucólisis

A partir del G3P comienzan las transformaciones que dan lugar a Piruvato (Pyr) (reacciones de oxidación).
La primera reacción es que el enzima Gliceraldehido-3-Fosfatodeshidrogenasa oxida el grupo aldehido a ácido (gasta un NAD, que se reduce a NADH). Produce un enzima que es capaz de incorporar un fosfato al ácido carboxílico correspondiente. Se forma un éster. La fosforilación a nivel de sustrato se consigue porque hay ATP con un fosfato ya activado.
El 1,3-Bisfosfoglicerato cede 1 fosfato para sintetizar ATP. La reacción la cataliza la fosfogliceratoquinasa. El producto de la síntesis de ATP es el 3-fosfoglicerato. Sufre transformaciones que dan lugar a la síntesis de Pyruvato. El P3 debe pasar a la posición 2. Se consigue mediante el enzima fosfogliceromutasa. La mutasa tiene un fosfato activo, que se lo da a la posición 2. En un momento hay dos fosfatos, pero luego, se lo quita de la posición 3. Todas las mutasas funcionan así. Se hace para liberar el OH en la posición 3.

Se produce la deshidratación del OH. Se transforma el alcohol en enol, por la enolasa. Es parecido a Pyruvato, pero con enol y un fosfato. Se llama fosfoenolpiruvato (PEP). Es una molécula muy inestable que se transforma en Pyruvato por la Pyruvatoquinasa y se acopla la energía que se desprende para sintetizar ATP

Comentarios sobre el tema:

El tema es algo complejo, por lo cual nos gustaria que nos presentara algunos ejemplos de el tema..para que no exista alguna duda y poder tener las ideas basicas acerca de los temas.

BIBLIOGRAFIA:

http://www.canal-h.net/webs/sgonzalez002/Bioquimic/GLUCOL.htm

http://www.upch.edu.pe/vracad/cfpu/pdf/2007-2/glucolisis.pdf

"Diagrama General de las Etapas de Metabolismo de los Carbohidratos"

"Las Etapas del Metabolismos de Carbohidratos se Dividen en 3"

Etapa No.1: Degradacio de Macromoleculas en sus respectivos componentes; Un ejemplo de esto seria cuando las proteínas se degradan en sus respectivos a.a. O los trigliceridos en sus acidos grasos o glicerol. Durante esta etapa los metabolitos o mejor dicho los productos de la degradación de las macromoléculas se oxidan en un metabolismo común Acetil CoA.

Etapa No.2: Pués en este caso el Acetil CoA entra al ciclo del acido cítrico y produce asi una molecula de GTP, dos de CO2, 1 de NADH por supuesto reducido, una de FADH también reducido, por lo tanto se puede decir que estos ultimos cederan eventualmente sus electrones en la cadena respiratoria.

Etapa No.3: En esta ultima etapa con seguridad se puede mencionar que es donde los NADH y FADH, obtenidos en etapas posteriores ceden sus electrones a la cadena respiratoria o fosforilación oxidativa para producir el bombeo de protones y la reducción de O2 con una producción de gran cantidad de energía dandola en forma de ATP.

"BIBLIOGRAFÍA"

BIOQUIMICA 1, Autor: Laguna Piña, Editorial: La Prensa 3º Edición

ETAPAS DEL METABOLISMO Y SUS PRINCIPALES PASOS METABOLICOS

El metabolismo es el conjunto de reacciones y procesos físico-químicos que ocurren en una célula.[1] Estos complejos procesos interrelacionados son la base de la vida a nivel molecular, y permiten las diversas actividades de las células: crecer, reproducirse, mantener sus estructuras, responder a estímulos, etc.
El metabolismo se divide en dos procesos conjugados: catabolismo y anabolismo. Las reacciones catabólicas liberan energía; un ejemplo es la glucólisis, un proceso de degradación de compuestos como la glucosa, cuya reacción resulta en la liberación de la energía retenida en sus enlaces químicos. Las reacciones anabólicas, en cambio, utilizan esta energía liberada para recomponer enlaces químicos y construir componentes de las células como lo son las proteínas y los ácidos nucleicos. El catabolismo y el anabolismo son procesos acoplados que hacen al metabolismo en conjunto, puesto que cada uno depende del otro.

EL METABOLISMO

No es otra cosa que la enorme serie de cambios que sufren las moléculas para convertirse unas en otras y en otras y en otras, de manera complicada, al parecer interminable y que, desde luego, estamos muy lejos de conocer en su totalidad. Son tantas las sustancias que componen a un organismo que una gran proporción de ellas se desconoce, como sucede aun en el caso de los organismos unicelulares.

El metabolismo tiene cuatro FUNCIONES específicas:

1. Obtener energía química de la degradación de los nutrientes.

2. Convertir las moléculas nutrientes en precursores.

3. Sintetizar las macromoléculas biológicas necesarias para la célula.

4. Sintetizar o degradar biomoléculas, necesarias para ciertas funciones celulares.

EL METABOLISMO PROPORCIONA MATERIALES Y ENERGÍA

Todas las transformaciones de las moléculas tienen dos funciones principales: la primera, proporcionar a la células, tejidos, órganos, etc., materiales que requieran para sus distintas funciones, siendo la más importante la renovación constante de sus propias moléculas; la segunda, obtener diferentes formas de energía para mantener las funciones vitales. Así, plantas y algas reciben como "alimento" materiales muy sencillos, como sales minerales, CO2 y H2O, pero su energía la obtienen del Sol, y con ella satisfacen sus necesidades para funcionar y fabricar sus materiales. Pero las plantas también proporcionan al hombre materiales y la energía que contienen sus enlaces, con lo cual lo ayudan a sobrevivir.
El metabolismo celular puede considerarse como una serie de caminos de ida y vuelta, formados por una gran cantidad de moléculas que se transforman constantemente. Estos caminos reciben a las que llegan al organismo o a la célula del exterior, pero además tienen sus propias moléculas.

ETAPAS DEL METABOLISMO

ETAPA 1
Degradación de macromoléculas es sus respectivos componentes. Por ejemplo:
Las proteínas se degradan en sus respectivos a.a.
Los triacilgliceroles en sus ácidos grasos y glicerol
Los polisacáridos se degradan en sacaridos más sencillos principamente la glucosa.
Estas degradaciones no implican la liberacion de energía útil en forma de ATP o de NADH.
Durante esta etapa los metabolitos es decir los productos de la degradacion de macromoléculas se oxidan en un metabolito común Acetil CoA.

ETAPA 2
En esta etapa el Acetil CoA entra al Ciclo del Ácido Cítrico donde se oxida produciendo una molécula de GTP, dos de Co2, ·1 de NADH (reducido), 1 de FADH (tambien reducido) estos últimos ceden eventualmente sus electrones en la cadena respiratoria
ETAPA 3
Es aqui donde los NADH y FADH obtenidos en las etapas posteriores ceden sus electrones a la cadena respiratoria o fosforilacion oxidativa para producir el bombeo de protones y la reduccion final de O2 con una produccion de gran cantidad de energia en forma de ATP.

BIBLIOGRAFIA:

www.mitecnologico.com/ibq/Main/LasTresEtapasDelMetabolismo
es.wikipedia.org/wiki/Actividad_metabólica
http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/122/htm/sec_6.htm

Mecanismos de Reaccion de las Coenzimas

COENZIMAS

Las coenzimas son cofactores orgánicos no proteicos, termoestables, que unidos a una apoenzima constituyen la holoenzima o forma catalíticamente activa de la enzima. Tienen en general baja masa molecular (al menos comparada con la apoenzima) y son claves en el mecanismo de catálisis, por ejemplo, aceptando o donando electrones o grupos funcionales, que transportan de un enzima a otro.

A diferencia de las enzimas, los coenzimas se modifican y consumen durante la reacción química; por ejemplo, el NAD+ se reduce a NADH cuando acepta dos electrones (y un protón) y por tanto se agota; cuando el NADH libera sus electrones se recupera el NAD+, que de nuevo puede actuar como coenzima.


"Principales coenzimas"

FAD (flavín-adenín dinucleótido): transferencia de electrones y protones.
FMN (Flavín mononucleótido): transferencia de electrones y protones.
NAD+(nicotín-adenín dinucleótido): transferencia de electrones y protones.
NADP+ (nicotín-adenín dinucleótido fosfato): transferencia de electrones y protones.
Coenzima A: transferencia de grupos acetilo (por ejemplo, en la descarboxilación del ácido pirúvico) y de grupos acilo en general.
Coenzima Q: transferencia de electrones en la cadena respiratoria.
Coenzima B12: transferencia de grupos metilo o hidrógenos entre moléculas.
TPP (Pirofosfato de tiamina): transferencia de grupos aldehído; forma parte, entre otros, del complejo piruvato deshidrogenasa.
Vitamina C
PLP (fosfato de piridoxal): transferencia de grupos amino.
PMP (fosfato de piridoxamina): transferencia de grupos amino.
FH4 (ácido tetrahidrofólico): transferencia de grupos formilo, metenilo y metileno.
Biocitina: transferencia de dióxido de carbono.
Ácido lipoico: transferencia de hidrógenos, grupos acilo y metilamina.

La principal función de las coenzimas es actuar como intermediarios metabólicos. El metabolismo conlleva una amplia gama de reacciones químicas, pero la mayoría corresponden a unos tipos básicos de reacciones que implican la transferencia de grupos funcionales. Esta química común permite a las células utilizar un pequeño conjunto de intermediarios metabólicos para transportar grupos químicos entre las diferentes reacciones . Estos intermediarios en la transferencia de grupos son las coenzimas.Cada clase de reacción de transferencia de grupo se lleva a cabo por una coenzima particular, que es el sustrato de un conjunto de enzimas que la producen, y un conjunto de enzimas que la consumen.

Un ejemplo de esto son las deshidrogenasas, que utilizan la nicotinamida adenina dinucleótido (NADH) como cofactor. Aquí, cientos de enzimas diferentes eliminan los electrones de sus sustratos y reducen el NAD+ a NADH. Esta coenzima reducida es entonces un sustrato para cualquiera de las reductasas presentes en la célula que necesitan reducir sus sustratos. Las coenzimas se reciclan continuamente, por lo tanto, como parte del metabolismo. A modo de ejemplo, la cantidad total de ATP en el cuerpo humano es aproximadamente 0,1 moles. Este ATP se ve constantemente degradado en ADP, y luego se convierte de nuevo en ATP. Así, en un momento determinado, el importe total de ATP más ADP se mantiene relativamente constante. La energía utilizada por las células humanas requiere la hidrólisis de 100 a 150 moles de ATP diario que es alrededor de 50 a 75 kg. Típicamente, un ser humano usará su peso corporal de ATP en el transcurso del día. Esto significa que cada molécula de ATP se recicla de 1000 a 1500 veces al día.

El principal papel de las vitaminas es actuar como coenzimas en el organismo, aunque las vitaminas tienen otras funciones en el cuerpo. Las coenzimas también se fabrican a partir de nucleótidos, como la adenosina trifosfato (que es el transportador bioquímico de los grupos fosfato), o la coenzima A (que transporta grupos acilo). La mayoría de las coenzimas se encuentran en una enorme variedad de especies, y algunas son universales para todas las formas de vida. Una excepción a esta amplia distribución es un grupo único de coenzimas que evolucionaron en metanógenas, y que se limitan al grupo de las arqueas.

Coenzimas y Vitaminas

Muchas vitaminas, o sus derivados, actúan como coenzimas:
Vitamina B1 o tiamina: su derivado, el pirofosfato de tiamina es esencial para el metabolismo energético de los glúcidos.
Vitamina B2 o riboflavina: sus derivados son nucleótidos coenzimáticos con gran poder reductor como el FAD y el FMN.
Vitamina B3 o niacina: sus derivados son nucleótidos coenzimáticos con gran poder reductor como el NAD+ o el NADP+.
Vitamina B5 o ácido pantoténico: su principal derivado es la coenzima A (Co-A), con gran importancia en diversos procesos metabólicos.
Vitamina B6 o piridoxina. Sus principales derivados son los coenzimas PLP (fosfato de piridoxal) y PMP (fosfato de piridoxamina), esenciales en el metabolismo de los aminoácidos.
Vitamina B7 o biotina (vitamina H). Su derivado, la biocitina, es esencial para el funcionamiento de numerosas carboxilasas (enzimas).
Vitamina B9 o ácido fólico (vitamina M). Su derivado, el FH4 es esencial en la síntesis de purinas.
Vitamina B12 o cianocobalamina: coenzima B12.
Vitamina E y Vitamina K: químicamente similares a la coenzima Q.


"BIBLIOGRAFIA"

http://es.wikipedia.org/wiki/Coenzima#Mecanismo_de_acci.C3.B3n_de_las_coenzimas

http://www.coenzima.com/

COENZIMAS QUE CONTIENEN DESHIDROGENASA Y SUS DIFERENCIAS

NICOTINAMIDA ADENINA DINUCLEÓTIDO

La dinucleótido de nicotinamida adenina (NAD+) es una coenzima que contiene la vitamina B3 y cuya función principal es el intercambio de electrones e hidrogeniones en la producción de energía de todas las células. El NAD+ interviene en múltiples reacciones metabólicas de óxido-reducción. Cuando un enzima oxida un substrato por deshidrogenación, los átomos de hidrógeno arrancados a dicho substrato son cedidos por el enzima al NAD+; éste actúa como agente oxidante al aceptar dos electrones (y un protón), quedando libre en el medio otro protón:

A-H2 + NAD+ → A + NADH+H+

Por tanto, el NADH es la forma reducida del NAD+, ya que posee dos electrones (y un protón) más. El NADH actúa como transportador de 2e- y 1H+, para acabar cediéndolos. En el catabolismo aerobio, el NADH cede sus electrones al complejo NADH-deshidrogenasa (el primer elemento de la cadena respiratoria) situado en la membrana interna de la mitocondria; en el catabolismo anaerobio, como en la fermentación láctica, el NADH cede sus electrones al ácido pirúvico que se reduce a ácido láctico.

El NADP+ es la nicotinamida adenín dinucleótido fosfato, siendo la NADPH su forma reducida; su mecanismo de acción es similar al descrito para el NAD+. La principal función del NADP+ es la oxidación de la glucosa-6-fosfato a 6-fosfato-gluconato en la Via de las pentosas, via alternativa de la oxidación de la Glucosa, cuyo objetivo principal es la producción de Ribosas y NADPH para su utilización durante la Sintesis de Acidos Grasos.

NADP+ y NADPH

El NADP+ (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato) se utiliza en las reacciones anabólicas, como la síntesis de lípidos y ácidos nucleicos, que requieren NADPH como agente reductor. El NADPH es la forma reducida de NADP+ En el metabolismo, el NAD+ participa en las reacciones redox (oxidorreducción), llevando los electrones de una reacción a otra. La coenzima, por tanto, se encuentra en dos formas en las células: NAD+ y NADH. El NAD+, que es un agente oxidante, acepta electrones de otras moléculas y pasa a ser reducido, formándose NADH, que puede ser utilizado entonces como agente reductor para donar electrones. Estas reacciones de transferencia de electrones son la principal función del NAD+. Sin embargo, también es utilizado en otros procesos celulares, en especial como sustrato de las enzimas que añaden o eliminan grupos químicos de las proteínas, en modificaciones post-traduccionales. Debido a la importancia de estas funciones, las enzimas que intervienen en el metabolismo del NAD+ son objetivos para el descubrimiento de medicamentos.

Tanto el NAD+ como el NADH absorben fuertemente en el ultravioleta, debido a la base adenina. Por ejemplo, el pico de absorción del NAD+ se encuentra en una longitud de onda de 259 nanómetros (nm), con un coeficiente de extinción de 16900 M-1 cm-1. El NADH también absorbe a longitudes de onda mayores, con un segundo pico de absorción ultravioleta a 339 nm, con un coeficiente de extinción de 6220 M-1 cm-1. Esta diferencia en el espectro de absorción ultravioleta entre las formas oxidadas y reducidas de las coenzimas, a mayores longitudes de onda, hace que sea simple medir la conversión de una a otra en ensayos enzimáticos, midiendo la cantidad de absorción UV a 340 nm mediante un espectrofotómetro.

El NAD+ y el NADH también difieren en su fluorescencia. El NADH en solución tiene un pico de emisión a 460 nm y una vida útil de fluorescencia de 0,4 nanosegundos, mientras que la forma oxidada de la coenzima no fluoresce. Las propiedades de la señal de fluorescencia cambian cuando el NADH se une a las proteínas, por lo que estos cambios pueden ser utilizados para medir constantes de disociación, que son útiles en el estudio de la cinética de enzimas. Estos cambios en la fluorescencia se utilizan también para medir variaciones en el estado redox de las células vivas, mediante microscopía de fluorescencia.

FUNCIONES:
La nicotinamida adenina dinucleótido tiene varias funciones esenciales en el metabolismo. Actúa como coenzima en las reacciones redox, como donante de grupos ADP-ribosa en las reacciones de ADP-ribosilación, como precursor del segundo mensajero de la molécula cíclica de ADP-ribosa, así como sustrato para las ADN ligasas bacterianas y un grupo de enzimas llamadas sirtuinas, que usan NAD+ para eliminar los grupos proteícos acetilo.

BIBLIOGRAFIA:

html.rincondelvago.com/enzimas-y-vitaminas.html http://www.coenzima.com/coenzimas_nad_y_nadh