Glúcidos

• En el catabolismo se produce ATP, NADH, FADH, NADPH que son nucleótidos químicamente similares, y eso permite que cumplan funciones similares que es la formación de energía

  
• Enzimas


  • La cisteína y la histidina están en mayor proporción en el sitio activo
  • La histidina tiene un punto isoeléctrico cercano a siete, por lo que si se encuentra en pH mayores a siete va a tener carga negativa y a pH menores que siete va a tener carga positiva, es un aminoácido muy sensible a los cambios de pH
  • La cisteína forma los enlaces disulfuro, este aminoácido va a hacer enlaces covalentes transitorios que pueden también atrapar para que haya canalización covalente a moléculas que son muy lábiles
  • La valina, isoleucina, la leucina, entre otros, prácticamente no están en el sitio activo, todos estos aminoácidos son hidrofóbicos, por lo tanto, se encuentran en el interior de las proteínas solubles, por lo que no están en el sitio activo

  
• Caminos de los glúcidos

  • Almacenados como glicógeno, sacarosa o almidón
  • Mediante glicólisis
  • Por una vía de oxidación forman piruvato
  • En la oxidación por la vía de las pentosas puede formar ribosa-5-fosfato, la cual es sustrato de nucleótidos

  
• Claude Bernard descubrió que las personas almacenaban el glicógeno en el hígado y en los músculos


  Años 50

  
• Carl Cori y Gerty Cori descubrieron la vía de degradación del glicógeno


  1947

  
• Arthur Kornberg observó que a partir de los nucleótidos no se podía formar DNA, y pensó entonces que se necesitaba que estos nucleótidos ya estuvieran activados o trifosforilados (GTP, ATP, UTP, CTP)


  1959

  
• Síntesis de glicógeno


  1. Glucosa-6-P a través de la hexoquinasa IV

  2. Glicolisis a través de la fosfoglucomutasa

  
• Punto isoeléctrico


  pH al que una molécula tiene carga eléctrica neta cero
• La glicógeno sintasa se guarda en el núcleo al igual que la glucoquinasa, a esto se le llama fenómeno de secuestro

  
• Las neuronas no almacenan glicógeno, pero si guardan glicógeno sintasa en su núcleo, al igual que en todas las células del organismo

  
• En la enfermedad de Lafora, la glicógeno sintasa sale al citoplasma de las neuronas y comienza a formar glicógeno, lo que provoca una neurodegeneración

  
• El litio regula la salida de la glicógeno sintasa al citoplasma, también hay enzimas llamadas malina y laforina, esenciales para mantener la enzima glicógeno sintasa al interior del núcleo

  
• Glicógeno sintasa


  Usa como sustrato el glicógeno más UDP-glucosa, no solo glucosa y UDPG

  
• Formación del primer glicógeno

  1. Necesita una base de glicógeno para que la glicógeno sintasa reconozca y vaya uniendo glucosa a los enlaces α-1,4

  2. Hay enzimas llamadas branching enzymes que añaden glucosas en el enlace α-1-6

  
• El glicógeno forma gránulos en lugares específicos formando micro compartimentalización, en donde todas las enzimas que forman parte de la vía de síntesis del glicógeno están cercas entre ellas

  
• Glucogenina (GYG)


  Actúa como simulador del glicógeno, para poder dar el primer paso hacia la formación de glicógeno

  
• Vías de formación de glicógeno


  1. Vía directa (cuando hay altas cantidades de glucosa)

  2. Vía indirecta (siempre está funcionando y sintetizando glicógeno a través del proceso de glicolisis)

  
• Glicolisis


  1. Etapa de aporte de energía a la vía

  2. Etapa de generación de energía para la célula

  
• Reacciones de la glicolisis

  • Algunas son irreversibles (➝)
  • Otras son reversibles (⇆)
  • Las enzimas que catalizan reacciones reversibles actúan en las vías de glucólisis y de gluconeogénesis
  • Las enzimas que catalizan reacciones irreversibles para glucólisis solo actúan en esa dirección, haciendo única a esta vía metabólica

  
• Hexoquinasa


  Tiene cuatro isoenzimas (Km diferentes) participando cada una en una vía metabólica en particular

  
• Hexoquinasa IV (glucoquinasa)


  Participa en la vía de síntesis directa de glicógeno

  
• Fosfofructoquinasa


  • Tiene un ΔG bastante negativo (-14.2 kJ/mol), haciendo la reacción que cataliza muy irreversible, dando unidireccionalidad a la vía metabólica
  • Se activa por AMP y ADP (activadores alostéricos) y fructosa-2,6-difosfato, y se inactiva por citrato y por ATP

  
• Cuando la fosfofructoquinasa está libre, a pequeñas concentraciones de ATP la enzima no se inhibe

  
• Reacción de óxido-reducción


  1. Formar un precipitado azul

  2. Correr un gel de proteínas en condiciones nativas
• Nitroblue tetrazolium (NBT)


  Reactivo que participa en la reacción óxido-reducción, formando el precipitado donde se encuentra la enzima

  
• Fosfofructoquinasa


  • ΔG bastante negativo (-14.2 kJ/mol), haciendo la reacción que cataliza muy irreversible
  • Da unidireccionalidad a la vía metabólica

  
• Activadores alostéricos de la fosfofructoquinasa

  AMP, ADP, fructosa-2,6-difosfato

  
• Inhibidores de la fosfofructoquinasa

  Citrato, ATP

  
• La fosfofructoquinasa solo puede ser inhibida si está libre, no cuando está asociada a otras proteínas, citoesqueleto o membrana
• Piruvato quinasa


  • Otra enzima irreversible (ΔG = -31.4 kJ/mol)
  • Para llevar a cabo su reacción inversa se necesitan dos enzimas
  • Tiene varios mecanismos de regulación

  
• Isoenzima de la piruvato quinasa

  • Inhibidores: Acetil-CoA, ATP, cadenas largas de ácidos grasos, alanina
  • Activadores: Fructosa-1,6-bifosfato, glucagón

  
• Cuando la isoenzima del hígado de la piruvato quinasa se fosforila, se inactiva por modificación covalente
• Destino del piruvato


  1. En condiciones anaeróbicas: Lactato

  2. En levaduras y algunas bacterias: Etanol y CO2 (fermentación alcohólica)

  3. En condiciones aeróbicas: Acetil-CoA, ciclo del ácido cítrico (Krebs)

  
• Medir el coeficiente de control del flujo de la glucólisis de la hexoquinasa es complejo in vivo, pero más sencillo in vitro

  
• En el cáncer aumenta la glicólisis por hipoxia, lo que activa factores de transcripción (HIF) que aumentan las enzimas de la glicólisis, especialmente la hexoquinasa
• Medir el coeficiente de control de flujo en el ciclo de Krebs es más sencillo que en la glucólisis, ya que se libera CO2 que no es ocupado por otras vías

  
• Complejo de la piruvato deshidrogenasa

  Metabolón (complejo multienzimático) en la mitocondria, con las enzimas E1, E2 y E3

  
• Reacción del complejo de la piruvato deshidrogenasa

  1. Piruvato forma Acetil-CoA y CO2

  2. Producción de NADH, Acetil-CoA y CO2

  
• Si se quiere medir el coeficiente de control del complejo de la piruvato deshidrogenasa, se debe medir el CO2 producido

  
• Pasos de la reacción del complejo de la piruvato deshidrogenasa

  1. Piruvato forma hidroxialquiltiaminadifosfato con TPP

  2. Lipoamida de E2 recibe el acetil, formando acetil lipoamida

  3. Acetil lipoamida libera Acetil-CoA

  4. E3 regenera la lipoamida oxidando la dihidrolipoamida