Fosforilación de la Glucosa por la Hexoquinasa: Primera Reacción de la Glucólisis

Primera Etapa de la Glucólisis: Fosforilación de la Glucosa por la Hexoquinasa

Esta primera fase de la glucólisis consiste en transformar una molécula de glucosa en dos moléculas de gliceraldehído.

Reacción Catalizada por la Hexoquinasa

La primera reacción de la glucólisis es la fosforilación de la glucosa, para activarla (aumentar su energía) y así poder utilizarla en otros procesos cuando sea necesario. Esta activación ocurre por la transferencia de un grupo fosfato del ATP, una reacción catalizada por la enzima hexoquinasa⁵, la cual puede fosforilar (añadir un grupo fosfato) a moléculas similares a la glucosa, como la fructosa y manosa.

Ventajas de la Fosforilación de la Glucosa

Las ventajas de fosforilar la glucosa son dos:

• Aumento de la Reactividad: La glucosa se convierte en un metabolito más reactivo.
• Retención Intracelular: La glucosa-6-fosfato (G6P) no puede cruzar la membrana celular, a diferencia de la glucosa, ya que en la célula no existe un transportador de G6P. De esta forma se evita la pérdida de sustrato energético para la célula.

Especificidad y Mecanismo de la Hexoquinasa

Técnicamente hablando, la hexoquinasa sólo fosforila las D-hexosas, y utiliza de sustrato MgATP²⁺, ya que este catión permite que el último fosfato del ATP (fosfato gamma, γ-P o P_γ) sea un blanco más fácil para el ataque nucleofílico que realiza el grupo hidroxilo (OH) del sexto carbono de la glucosa. Esto es posible debido al Mg²⁺ que apantalla las cargas de los otros dos fosfatos.^1,6

Esta reacción posee un ΔG negativo, y por tanto se trata de una reacción en la que se pierde energía en forma de calor.

Acoplamiento de Reacciones en Bacterias

En numerosas bacterias, esta reacción está acoplada a la última reacción de la glucólisis (de fosfoenolpiruvato a piruvato) para poder aprovechar la energía sobrante de la reacción: el fosfato del fosfoenolpiruvato se transfiere de una a otra proteína de un sistema de transporte fosfotransferasa, y en última instancia, el fosfato pasará a una molécula de glucosa que es tomada del exterior de la célula y liberada en forma de G6P en el interior celular. Se trata, por tanto, de acoplar la primera y la última reacción de esta vía y usar el excedente de energía para realizar un tipo de transporte a través de membrana denominado translocación de grupo.