Glucólisis y Oxidación del Piruvato: Pasos Clave del Metabolismo
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Glucólisis
Paso 1.
Un grupo fosfato se transfiere del ATP a la glucosa y la transforma en glucosa-6-fosfato. La glucosa-6-fosfato es más reactiva que la glucosa y la adición del grupo fosfato retiene la glucosa dentro de la célula, porque la glucosa con un fosfato es incapaz de atravesar por sí sola la membrana. (Hexoquinasa)
Paso 2.
La glucosa-6-fosfato se convierte en su isómero, la fructosa-6-fosfato. (Fosfoglucosa isomerasa)
Paso 3.
Un grupo fosfato se transfiere del ATP a la fructosa-6-fosfato y se produce fructosa-1,6-bifosfato. Este paso lo cataliza la enzima Fosfofructocinasa, que puede ser regulada para acelerar o frenar la vía de la glucólisis. (Fosfofructocinasa)
Paso 4.
La fructosa-1,6-bifosfato se rompe para generar dos azúcares de 3 carbonos: la dihidroxiacetona fosfato (DHAP) y el gliceraldehído-3-fosfato. Estas moléculas son isómeros el uno del otro, pero solo el gliceraldehído-3-fosfato puede continuar directamente con los siguientes pasos de la glucólisis. (Aldolasa)
Paso 5.
La DHAP se convierte en gliceraldehído-3-fosfato. Ambas moléculas existen en equilibrio, pero dicho equilibrio "empuja" fuertemente hacia abajo, conforme se va utilizando el gliceraldehído-3-fosfato. Es así que al final toda la DHAP se convierte en gliceraldehído-3-fosfato. (Triosa fosfato isomerasa)
Paso 6.
El gliceraldehído-3-fosfato, uno de los azúcares de 3 carbonos formados en la fase inicial, pierde dos electrones y dos protones para reducir el NAD+ a NADH y producir un H+. Esta reacción libera energía que se utiliza para añadir otro fosfato al azúcar y formar 1,3-bifosfoglicerato. (Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa)
Paso 7.
El 1,3-bifosfoglicerato dona uno de sus grupos fosfato al ADP, lo transforma en una molécula de ATP, y en el proceso se convierte en 3-fosfoglicerato. (Fosfoglicerato quinasa)
Paso 8.
El 3-fosfoglicerato se convierte en su isómero, el 2-fosfoglicerato. (Fosfoglicerato mutasa)
Paso 9.
El 2-fosfoglicerato pierde una molécula de H₂O y se transforma en fosfoenolpiruvato (PEP). El PEP es una molécula inestable, preparada para perder su grupo fosfato en el paso final de la glucólisis.
Paso 10.
El PEP dona sin dificultad su grupo fosfato a un ADP y se produce una segunda molécula de ATP. Al perder su fosfato, el PEP se convierte en piruvato, el producto final de la glucólisis.
Ganancia neta: 2 ATP, 2 NADH, 2 Piruvato.
Oxidación del Piruvato
Paso 1.
Se corta el grupo carboxilo del piruvato y se libera como molécula de CO₂: el resultado es una molécula de dos carbonos.
Paso 2.
La molécula de dos carbonos del paso 1 se oxida, los electrones que se pierden en la oxidación son captados por NAD+ y se forma NADH.
Paso 3.
La molécula de dos carbonos oxidada —un grupo acetilo— se une a la coenzima A (CoA), una molécula orgánica derivada de la vitamina B₅, y se forma acetil-CoA. El acetil-CoA a veces se clasifica como una molécula acarreadora, cuya función aquí es transportar el grupo acetilo hacia el ciclo del ácido cítrico. Los pasos anteriores los realiza un enorme complejo enzimático llamado piruvato deshidrogenasa.