Metabolismo del Glucógeno y Rutas Energéticas: Regulación Enzimática y Bioenergética

Control alostérico Es la uníón de pequeñas moléculas (metabolitos,iones) a centros reguladores de Enzimas alostéricas produciendo modificaciones ,en respuesta a la señal. (Activando o Inhibiendo) Modificación Covalente: Las propiedades catalíticas de las enzimas se alteran por la Uníón covalente de un grupo químico que los modifica, habitualmente fosforilo En respuesta a la acción hormonal. El ATP actúa como dador de fosforilo, en Reacciones catalizadas por Proteínas quinasas. La eliminación de los grupos Fosforilos por hidrólisis está catalizada por Proteínas fosfatasas. GLUCOGENOGENESIS : Enzima control Glucógeno sintasa. Tipo de control: alosterico Gluc sintasa b: aum Glu-6-p, activa. Mod Cova: glucagón (hig), fosforilacion: inact. Adrena (musc), fosfo: inactiva. Insulina (hig) Desfosfo: activa. GLUCOGENOLISIS : control Glucógeno fosforilasa: Se activa por 1) Modificación covalente 2) Aumentos de ión Calcio en el músculo por intermedio de la proteína reguladora Calmodulina. MUSC: Control alost: fosforilasa b: .ATP y Glu-6p (inhiben), aum de AMP (activa) Mod cova: Adren: fosfori: (acti). HIG: cont Alos: fosforilasa a, (inhibe o activa Según nivel de Glucemia) Mod cov: Glucagón: fosforilacion: activ. Insulin: Desfosf: Inactiva. PROTEÍNA FOSFATASA 1 (PP1) Invierte los Efectos reguladores de las enzimas quinasas. Controla ambas vías. La actividad Fosfatásica de la PP1 presenta dos regulaciones : Subunidad G :Dirige a la PP1 Hacia partículas del glucógeno, desfosforilando a la glucógeno sintasa y a la Fosforilasa quinasa. Inhibidor ( I ) : pequeña proteína . La fosforilación de La subunidad G y del inhibidor por la PKA bloquea la actividad catalítica de la PP1 (este efec adrenalina). Insulina desfosforila A Gluc sintasa (activa) y fosforilasa qui (inact), Genera la Glucgenesis.

CONTROL DEL METABOLISMO DEL GLUCÓGENO: 1Hormona –receptor 2Activación adenilato Ciclasa 3Formación de AMPc 4Activación PKA 5 PKA fosforila a la enzima fosforilasa quinasa como a la glucógeno Sintetasa. 6Los efectos de las Hormonas resultan amplificados por la cascada del AMPc. 7. Es un tipo de control coordinado. Glucólisis: Controles: 1) Glucosa-Gluc-6-p (hexoquinasa) 2) Fruct-6-p---- Fruct-1-6 bisP (fosfofructoquinasa) 3) Fosfoenolpiruvato----Piruvato (piruvatoquinasa). HK: control aloster: aument G6P, inhibe. Control cov no posse. Posee distintas isoenzimas. PFK: control alos: aumen AMP, activa. Aumen Fructosa-2,6-bisfosfato, activa. Aumen citrato y atp, inhibe. Control cov: no Posee. PK: 2 isoenzimas (L, hígado y M musc) control alos: aumen AMP (acti todas las isoenzi). Aumen fruc-1,6bisP (acti isoenz hepática). Aum ALA, ATP (inhiben todas las isoenz). Aum Phe (inhibe isoenz musc). Modific cov isoenz L: Glucagon (fosfo:inhibe) Insulina (Desdf: activ) Control cov de enzima Tándem: es una Enzima con función quinasa y fosfatasa alternativa, regulada por el grado de Fosforilación que a su vez está controlado por señales hormonales. Su efecto Final es regular la cantidad del activador alostérico de la PFK, el metabolito Fructosa-2,6-bisfosfato.  Reg de la acción catalítica de la Et: 1) Hiperglucemia—aume insul—Desf Et—(+) Actividad quinasa de Et—Aume fruc2,6bisP—Aum Glucólisis. 2) Hipoglucemia—aume glucagón—fosfori de Et—(+) actividad fosfatasa De Et—Dismi fruc2,6bisP—dismi la glucólisis. Reacción total: glu + 2Nad+ + 2adp + 2Pi ---- 2 Piruvato + 2atp + 2agua + 2nadh + 2H+ se libera E. Descarboxilacion oxidativa del piruvato se produce en la Mitocondria. Está catalizado por un complejo enzimático piruvato deshidrogenasa (PDH), que está integrado por enzimas piruvato descarboxilasa, dihidropropil Transcetilasa y dihidropropil deshidorgenasa, y las coenzimas tpp, ácido lipoico yFAD (grupo prost) CoA-SH, y NAD+ (2do sustr). PDH: 1)control aloserico: aumen atp, Ac-CoA, Nadh+h: activan la quinasa: inhibe. Aumen piruvato: inhibe la quinasa: activa. Aumen amp, CoA-SH, nad+, Ca+2: activan fosfatasa: activa PDH. 2) control covalente: insulina, Desfosforilacion: activa pdh. Glucagon, fosforilacion: inhibe pdh. Reacción Total: piruvato + HS-CoA + nad+ ---- acetil-SCoA + nadh + H+ + CO2. 

CICLO DE KREBS: ocurre en las Mitocondria, es la vía final común de la oxidación aeróbica de todos los Sustratos de la dieta. Controles: 1) citrato sintetasa: control alosterico. Aumen atp: inhibe. Aumen adp: activa. 2) Isocitrato deshidrogenasa: control Alos. Aumen atp, nadh: inhibe. Aumen adp, Ca+2: activa. 3) alfa-cetoglutarato Deshidrogenasa: control alosterico. Aumen nadh, succinil-SCoA: inhibe. Aumen Ca+2: activa. Reacción total: acetil-CoA + 3nad+ + fad + gdp + agua ---- 2CO2 + CoA + Fadh2 + 3Nadh + 3H+ + gtp. Total, 20 atp. CADENA DE TRANS DE e- (fosfo oxi) Se realiza en la membrana int Mitocondrial. Formada por 4 complejos enzimáticos, (3 bombeadores de H+, Excepto succinato CoQ reductasa) Tmb formada por 2 transp de e- (Coq y Cit C). GLUCONEOGENESIS: (hígado, corteza Renal, epitelio intestinal) biosíntesis de glucosa a partir de compues no Glusidicos, se lleva a cabo en mitocon y citop. Precursores: AA, glicerol y Lactato. Puntos de control : 1) Piruvato--fosfoenolpiruvato 2) Fructosa1,6bisP--fructosa 6-P 3) Glucosa 6-P—Glucosa. 1) piruvato carboxilasa: con alost: (aume Acetil-Coa y ATP, Activa), (Aumen ADP, inhibe) Según niveles de ATP es el destino del Oxalacetato: enzima anaplerótica. 2) fructosa1,6-bifosfatasa Cont alos (aumen AMP/ATP y Fruc2,6-bifosfato, Inhibe), (aume citrato, activa) 3) Glu-6-fosfatasa con talos (aum glu-6-P, activa)  VÍA DE LAS PENTOSAS O DE LAS HEXOSA-MONOFOSFATO (VHMP) (Citoplasma de todas las Células). Fase oxidativa: Glucosa-6-fosfato+2 NADP+ +H2O ---Ribulosa-5-fosfato+2NADPH+CO2 Control Alos: glu-6-P deshidrogenasa (aum NADPH, inhibe),  Fase No oxid: Actúan dos tipos de enzimas: transcetolasa y transaldolasa. Reacción total: 3 Ribulosa-5-fosfato 2 Fructosa-5-fosfato + gliceraldehído-3-P Balance Energético: Anaerob: (glucólisis) [(G—G-6-P)-1ATP] [(G-6-P---Fruc-1,6-diP) -1ATP]  [(1,3-Bisfosfoglicerato—3-fosfoglicerato) +1ATPx2] [(fosfoenolpiruvato---piruvato) +1ATPx2] TOTAL 2ATP. Aerobiosis: [(glucólisis)=2ATP (1 mol De glucosa en musculo)] [NADH—(1,5 ATP)x2= 3 ATP] [Descarbox ox del pirú (2,5 ATPx2)= 5ATP] [Ciclo de K (10ATPx2)=20ATP] Total 30ATP.  Hígado: (glucólisis)= 2ATP  [NADH—(2,5 ATP) x2= 5 ATP] [DOP—5ATP] [CICLO K(10 ATP)x2= 20 ATP] Total 32 ATP. 

Control alostérico Es la uníón de pequeñas moléculas (metabolitos,iones) a centros reguladores de enzimas alostéricas produciendo modificaciones ,en respuesta a la señal. (Activando o Inhibiendo) Modificación covalente: Las propiedades catalíticas de las enzimas se alteran por la uníón covalente de un grupo químico que los modifica, habitualmente fosforilo en respuesta a la acción hormonal. El ATP actúa como dador de fosforilo, en reacciones catalizadas por Proteínas quinasas. La eliminación de los grupos fosforilos por hidrólisis está catalizada por Proteínas fosfatasas. GLUCOGENOGENESIS : Enzima control Glucógeno sintasa. Tipo de control: alosterico Gluc sintasa b: aum Glu-6-p, activa. Mod cova: glucagón (hig), fosforilacion: inact. Adrena (musc), fosfo: inactiva. Insulina (hig) Desfosfo: activa. GLUCOGENOLISIS : control Glucógeno fosforilasa: Se activa por 1) Modificación covalente 2) Aumentos de ión Calcio en el músculo por intermedio de la proteína reguladora Calmodulina. MUSC: Control alost: fosforilasa b: .ATP y Glu-6p (inhiben), aum de AMP (activa) Mod cova: Adren: fosfori: (acti). HIG: cont Alos: fosforilasa a, (inhibe o activa según nivel de Glucemia) Mod cov: Glucagón: fosforilacion: activ. Insulin: Desfosf: Inactiva. PROTEÍNA FOSFATASA 1 (PP1) Invierte los efectos reguladores de las enzimas quinasas. Controla ambas vías. La actividad fosfatásica de la PP1 presenta dos regulaciones : Subunidad G :Dirige a la PP1 hacia partículas del glucógeno, desfosforilando a la glucógeno sintasa y a la fosforilasa quinasa. Inhibidor ( I ) : pequeña proteína . La fosforilación de la subunidad G y del inhibidor por la PKA bloquea la actividad catalítica de la PP1 (este efec adrenalina). Insulina desfosforila a Gluc sintasa (activa) y fosforilasa qui (inact), Genera la Glucgenesis.

CONTROL DEL METABOLISMO DEL GLUCÓGENO: 1Hormona –receptor 2Activación adenilato ciclasa 3Formación de AMPc 4Activación PKA 5 PKA fosforila a la enzima fosforilasa quinasa como a la glucógeno sintetasa. 6Los efectos de las hormonas resultan amplificados por la cascada del AMPc. 7. Es un tipo de control coordinado. Glucólisis: Controles: 1) Glucosa-Gluc-6-p (hexoquinasa) 2) Fruct-6-p---- Fruct-1-6 bisP (fosfofructoquinasa) 3) Fosfoenolpiruvato----Piruvato (piruvatoquinasa). HK: control aloster: aument G6P, inhibe. Control cov no posse. Posee distintas isoenzimas. PFK: control alos: aumen AMP, activa. Aumen fructosa-2,6-bisfosfato, activa. Aumen citrato y atp, inhibe. Control cov: no posee. PK: 2 isoenzimas (L, hígado y M musc) control alos: aumen AMP (acti todas las isoenzi). Aumen fruc-1,6bisP (acti isoenz hepática). Aum ALA, ATP (inhiben todas las isoenz). Aum Phe (inhibe isoenz musc). Modific cov isoenz L: Glucagon (fosfo:inhibe) Insulina (Desdf: activ) Control cov de enzima Tándem: es una enzima con función quinasa y fosfatasa alternativa, regulada por el grado de fosforilación que a su vez está controlado por señales hormonales. Su efecto final es regular la cantidad del activador alostérico de la PFK, el metabolito fructosa-2,6-bisfosfato.  Reg de la acción catalítica de la Et: 1) Hiperglucemia—aume insul—Desf Et—(+) actividad quinasa de Et—Aume fruc2,6bisP—Aum Glucólisis. 2) Hipoglucemia—aume glucagón—fosfori de Et—(+) actividad fosfatasa de Et—Dismi fruc2,6bisP—dismi la glucólisis. Reacción total: glu + 2Nad+ + 2adp + 2Pi ---- 2 Piruvato + 2atp + 2agua + 2nadh + 2H+ se libera E. Descarboxilacion oxidativa del piruvato se produce en la mitocondria. Está catalizado por un complejo enzimático piruvato deshidrogenasa (PDH), que está integrado por enzimas piruvato descarboxilasa, dihidropropil transcetilasa y dihidropropil deshidorgenasa, y las coenzimas tpp, ácido lipoico yFAD (grupo prost) CoA-SH, y NAD+ (2do sustr). PDH: 1)control aloserico: aumen atp, Ac-CoA, Nadh+h: activan la quinasa: inhibe. Aumen piruvato: inhibe la quinasa: activa. Aumen amp, CoA-SH, nad+, Ca+2: activan fosfatasa: activa PDH. 2) control covalente: insulina, desfosforilacion: activa pdh. Glucagon, fosforilacion: inhibe pdh. Reacción total: piruvato + HS-CoA + nad+ ---- acetil-SCoA + nadh + H+ + CO2. 

CICLO DE KREBS: ocurre en las mitocondria, es la vía final común de la oxidación aeróbica de todos los sustratos de la dieta. Controles: 1) citrato sintetasa: control alosterico. Aumen atp: inhibe. Aumen adp: activa. 2) Isocitrato deshidrogenasa: control alos. Aumen atp, nadh: inhibe. Aumen adp, Ca+2: activa. 3) alfa-cetoglutarato deshidrogenasa: control alosterico. Aumen nadh, succinil-SCoA: inhibe. Aumen Ca+2: activa. Reacción total: acetil-CoA + 3nad+ + fad + gdp + agua ---- 2CO2 + CoA + Fadh2 + 3Nadh + 3H+ + gtp. Total, 20 atp. CADENA DE TRANS DE e- (fosfo oxi) Se realiza en la membrana int mitocondrial. Formada por 4 complejos enzimáticos, (3 bombeadores de H+, excepto succinato CoQ reductasa) Tmb formada por 2 transp de e- (Coq y Cit C). GLUCONEOGENESIS: (hígado, corteza renal, epitelio intestinal) biosíntesis de glucosa a partir de compues no glusidicos, se lleva a cabo en mitocon y citop. Precursores: AA, glicerol y lactato. Puntos de control : 1) Piruvato--fosfoenolpiruvato 2) Fructosa1,6bisP--fructosa 6-P 3) Glucosa 6-P—Glucosa. 1) piruvato carboxilasa: con alost: (aume Acetil-Coa y ATP, activa), (Aumen ADP, inhibe) Según niveles de ATP es el destino del oxalacetato: enzima anaplerótica. 2) fructosa1,6-bifosfatasa Cont alos (aumen AMP/ATP y fruc2,6-bifosfato, Inhibe), (aume citrato, activa) 3) Glu-6-fosfatasa con talos (aum glu-6-P, activa)  VÍA DE LAS PENTOSAS O DE LAS HEXOSA-MONOFOSFATO (VHMP) (Citoplasma de todas las células). Fase oxidativa: Glucosa-6-fosfato+2 NADP+ +H2O ---Ribulosa-5-fosfato+2NADPH+CO2 Control alos: glu-6-P deshidrogenasa (aum NADPH, inhibe),  Fase no oxid: Actúan dos tipos de enzimas: transcetolasa y transaldolasa. Reacción total: 3 Ribulosa-5-fosfato 2 fructosa-5-fosfato + gliceraldehído-3-P Balance energético: Anaerob: (glucólisis) [(G—G-6-P)-1ATP] [(G-6-P---Fruc-1,6-diP) -1ATP]  [(1,3-Bisfosfoglicerato—3-fosfoglicerato) +1ATPx2] [(fosfoenolpiruvato---piruvato) +1ATPx2] TOTAL 2ATP. Aerobiosis: [(glucólisis)=2ATP (1 mol de glucosa en musculo)] [NADH—(1,5 ATP)x2= 3 ATP] [Descarbox ox del pirú (2,5 ATPx2)= 5ATP] [Ciclo de K (10ATPx2)=20ATP] Total 30ATP.  Hígado: (glucólisis)= 2ATP  [NADH—(2,5 ATP) x2= 5 ATP] [DOP—5ATP] [CICLO K(10 ATP)x2= 20 ATP] Total 32 ATP.