Glicólisis y Ciclo de Krebs: Una Guía Completa

Glicólisis o Vía de Embden-Meyerhof

1.1 Hexocinasa o Glucoquinasa (hígado y páncreas): Transfiere un grupo fosfato del ATP a la glucosa, incrementando su energía. Mg⁺²

1.2 Fosfoglucosa Isomerasa: Convierte la glucosa-6-fosfato en fructosa-6-fosfato. Mg⁺²

1.3 Fosfofructocinasa: Transfiere un grupo fosfato del ATP al extremo opuesto de la fructosa-6-fosfato. La fosfofructocinasa está formada por cuatro subunidades idénticas y tiene dos sitios de unión para el ATP. Esta reacción es inhibida por citrato y ATP.

1.4 Aldolasa: Rompe la fructosa-1,6-bisfosfato en dos azúcares de tres carbonos: gliceraldehído-3-fosfato (G3P) y dihidroxiacetona fosfato (DHAP). Los productos pueden interconvertirse por la enzima triosa fosfato isomerasa.

1.5 Triosa Fosfato Isomerasa: Convierte la DHAP en G3P.

Fase de Obtención de Energía

2.1 G3P Deshidrogenasa: Reacciona en dos pasos:

1. Oxida el G3P con NAD⁺, produciendo NADH.
2. Une un grupo fosfato al producto oxidado, formando 1,3-bisfosfoglicerato. En los glóbulos rojos, este compuesto se convierte en 2,3-bisfosfoglicerato.

2.2 Fosfoglicerato Cinasa: Transfiere un grupo fosfato del 1,3-bisfosfoglicerato al ADP para obtener 3-fosfoglicerato y ATP. Se regenera NAD⁺ a partir de NADH. Mg⁺²

2.3 Fosfoglicerato Mutasa: Reordena el grupo fosfato del 3-fosfoglicerato para formar 2-fosfoglicerato. Mg⁺²

2.4 Enolasa: Elimina una molécula de agua del 2-fosfoglicerato para formar un enlace doble, generando fosfoenolpiruvato. Mg⁺² y K⁺. Esta reacción es endergónica.

2.5 Piruvato Cinasa: Transfiere un grupo fosfato del fosfoenolpiruvato al ADP para producir ATP y piruvato. Esta reacción es exergónica.

Balance neto de la glicólisis: 2 NADH, 2 ATP, 2 piruvato

Ciclo de Krebs

1.1 Citrato Sintasa: Transfiere un grupo acetil del acetil-CoA al oxalacetato para producir citrato (molécula de 6 carbonos).

1.2 Aconitasa: Convierte el citrato en isocitrato mediante la eliminación de una molécula de agua y la adición de otra.

1.3 Isocitrato Deshidrogenasa: Oxida el isocitrato utilizando la coenzima NAD⁺ para producir NADH y liberar una molécula de CO₂. Se obtiene una molécula de 5 carbonos.

1.4 α-cetoglutarato Deshidrogenasa: Oxida el α-cetoglutarato utilizando NAD⁺ para producir NADH y liberar CO₂. A la molécula de 4 carbonos se le añade la coenzima A para formar succinil-CoA.

1.5 Succinil-CoA Sintetasa: Se elimina la coenzima A, convirtiendo el succinil-CoA en succinato. La energía liberada se utiliza para transferir un grupo fosfato al GDP, generando GTP, o al ADP, generando ATP.

1.6 Succinato Deshidrogenasa: Oxida el succinato, transfiriendo dos protones (H⁺) al FAD y formando FADH₂. El producto final es fumarato.

1.7 Fumarasa: Convierte el fumarato en malato mediante la adición de una molécula de agua.

1.8 Malato Deshidrogenasa: Oxida el malato utilizando NAD⁺ para producir NADH, regenerando el oxalacetato que se utiliza en el primer paso del ciclo.

Balance energético del ciclo de Krebs: Se generan 685 kcal/mol por la oxidación completa de la glucosa.

Cadena de Transporte de Electrones

1. Complejo I (NADH Deshidrogenasa): Oxida el NADH y transfiere dos electrones para reducir la ubiquinona (coenzima Q). Se bombean cuatro protones (H⁺) desde la matriz mitocondrial al espacio intermembranoso. Contiene Fe-S como cofactores.

2. Complejo II (Succinato Deshidrogenasa): Oxida el FADH₂ y transfiere dos electrones para reducir la ubiquinona. También contiene Fe-S como cofactores.

Ubiquinona (Coenzima Q): Transportador móvil de electrones dentro de la membrana mitocondrial interna. Transporta los electrones desde los Complejos I y II hasta el Complejo III.

3. Complejo III (Citocromo C Reductasa): Oxida la ubiquinona y reduce el citocromo C. Se transportan cuatro protones (H⁺) por cada par de electrones. Contiene grupos hemo como cofactores.

Citocromo C: Proteína pequeña que transporta electrones desde el Complejo III hasta el Complejo IV. Se mueve a lo largo de la superficie externa de la membrana mitocondrial interna.

4. Complejo IV (Citocromo C Oxidasa): Oxida el citocromo C y transfiere los electrones al oxígeno molecular (O₂), que se reduce a agua (H₂O). Se bombean dos protones (H⁺) desde la matriz al espacio intermembranoso por cada molécula de agua formada. Contiene grupos hemo y cobre como cofactores.