Glucólisis: Proceso, Reacciones y Productos Clave

Glucólisis: Proceso Anaerobio para la Obtención de Energía

La glucólisis es un proceso anaerobio que produce piruvato, 2 ATP y 2 NADH.

Reacción general:

D-Glucosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD⁺ -> 2 Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H⁺ + 2H₂O

Etapas de la Glucólisis y sus Enzimas

1. Fosforilación de la glucosa (activación): La hexoquinasa cataliza la fosforilación de la glucosa, utilizando ATP para formar glucosa-6-fosfato. Esta reacción es irreversible y consume energía.

   Hexoquinasa

   Glucosa + ATP -> Glucosa-6-Fosfato + ADP (-16.7 kJ/mol, Irreversible)

2. Isomerización de la glucosa-6-fosfato: La fosfoglucosa isomerasa cataliza la conversión de la glucosa-6-fosfato en fructosa-6-fosfato. Esta es una reacción reversible.

   Fosfoglucosa isomerasa

   Glucosa-6-fosfato ↔ Fructosa-6-fosfato (1.7 kJ/mol, Reversible)

3. Fosforilación de la fructosa-6-fosfato: La fosfofructoquinasa-1 (PFK-1) fosforila la fructosa-6-fosfato, utilizando ATP, para formar fructosa-1,6-bifosfato. Esta es otra reacción irreversible y un punto de control importante en la glucólisis.

   Fosfofructoquinasa-1

   Fructosa-6-fosfato + ATP -> Fructosa-1,6-bifosfato + ADP (-14.2 kJ/mol, Irreversible)

4. Ruptura de la fructosa-1,6-bifosfato: La aldolasa divide la fructosa-1,6-bifosfato en dos moléculas de tres carbonos: dihidroxiacetona fosfato y gliceraldehído-3-fosfato. Esta reacción es reversible.

   Aldolasa

   Fructosa-1,6-bifosfato ↔ Dihidroxiacetona-fosfato + Gliceraldehído-3-fosfato (23.8 kJ/mol, Reversible)

5. Isomerización de la dihidroxiacetona-fosfato: La triosa fosfato isomerasa interconvierte la dihidroxiacetona-fosfato en gliceraldehído-3-fosfato. Esta reacción es reversible.

   Triosa fosfato isomerasa

   Dihidroxiacetona fosfato ↔ Gliceraldehído-3-fosfato (7.5 kJ/mol, Reversible)

6. Oxidación y fosforilación del gliceraldehído-3-fosfato: La gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa cataliza la oxidación del gliceraldehído-3-fosfato, utilizando NAD⁺, y la adición de un grupo fosfato, generando 1,3-bisfosfoglicerato. Se produce NADH. Esta reacción es reversible.

   Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa

   Gliceraldehído-3-fosfato + NAD⁺ + Pi ↔ 1,3-Bisfosfoglicerato + NADH + H⁺ (6.3 kJ/mol, Reversible)

7. Transferencia del grupo fosfato: La fosfoglicerato quinasa transfiere un grupo fosfato del 1,3-bisfosfoglicerato al ADP, generando ATP y 3-fosfoglicerato. Se producen dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa (ya que hay dos moléculas de 1,3-bisfosfoglicerato). Esta reacción es reversible.

   Fosfoglicerato quinasa

   1,3-Bisfosfoglicerato + ADP ↔ 3-fosfoglicerato + ATP (-18.5 kJ/mol, Reversible)

8. Isomerización del 3-fosfoglicerato: La fosfoglicerato mutasa cataliza la conversión del 3-fosfoglicerato en 2-fosfoglicerato. El grupo fosfato se mueve del carbono 3 al carbono 2. Esta reacción es reversible.

   Fosfoglicerato mutasa

   3-fosfoglicerato ↔ 2-fosfoglicerato (4.4 kJ/mol, Reversible)

9. Deshidratación del 2-fosfoglicerato: La enolasa cataliza la eliminación de una molécula de agua del 2-fosfoglicerato, formando fosfoenolpiruvato. Esta reacción es reversible.

   Enolasa

   2-Fosfoglicerato ↔ Fosfoenolpiruvato + H₂O (7.5 kJ/mol, Reversible)

10. Desfosforilación del fosfoenolpiruvato: La piruvato quinasa cataliza la transferencia de un grupo fosfato del fosfoenolpiruvato al ADP, generando ATP y piruvato. Esta reacción es irreversible.

    Piruvato quinasa

    Fosfoenolpiruvato + ADP -> Piruvato + ATP (-31.4 kJ/mol, Irreversible)

Nota: Los valores de ΔG (cambio de energía libre de Gibbs) son aproximados y pueden variar según las condiciones.