Destinos del Piruvato: Glicólisis, Gluconeogénesis y Oxidación en Biología

Destinos del Piruvato

Dieta Glucosa Piruvato + (Rápido) Hexocinasas Glicólisis Gluconeogénesis ATP Glucosa 6-fosfato < Glucosa 1-fosfato Ribosa 5-fosfato + Ruta de las pentosas fosfato a Glucosa Glucógeno NADPH Glucosa para exportación a la sangreDESTINOS DEL PIRUVATO Dieta Glucosa Piruvato + (Rápido) Hexocinasas Glicólisis Gluconeogénesis ATP Glucosa 6-fosfato -Glucosa 1-fosfato Ribosa 5-fosfato + Ruta de las pentosas fosfato Glucosa 6-fosfatasa Glucógeno NADPH Glucosa para exportación a la sangre

Rutas Metabólicas del Piruvato

Piruvato Falta de oxígeno Presencia de oxígeno Fermentación Respiración Acética Láctica Alcohólica Otras CH2OH -OH H Ȟ NOH H HÒ V VOH H OH Glucosa Glicolisis CH2OH T CO2 COOP CH3 C=0 - c) Etanol C=0 CH2 - - CH3 Piruvato d) Oxalacetato HCOH a) CO2 CH3 Lactato S-CoA -0- C=0 CH3 Acetil-CoA COO℮ CO2 b) COOO coo℮ Organismos anaerobios Insuficiencia de oxígeno en aerobios

Oxidación de Glucosa y Piruvato

Glycogen, starch, sucrose storage Glucose oxidation via pentose phosphate pathway oxidation via glycolysis Ribose 5-phosphate Pyruvate Glucose glycolysis (10 successive reactions) hypoxic or anaerobic conditions anaerobic conditions 2 Pyruvate 2 Ethanol + 2CO2 aerobic conditions 2CO2 2 Lactate Fermentation to ethanol in yeast 2 Acetyl-CoA Fermentation to lactate in vigor- ously contracting muscle, in erythro- cytes, in some other cells, and in some micro- organisms citric acid cycle 4CO2 + 4H2O Animal, plant, and many microbial cells under aerobic conditions

Conversión del Piruvato en Acetil CoA

La mitocondria está delimitada por una doble membrana, pero sólo la membrana interna presenta una barrera al paso de moléculas pequeñas como el piruvato. Las moléculas pequeñas pasan a través de la membrana exterior por la vía de un canal acuoso formado por una proteína llamada porina, la cuál permite la difusión libre de moléculas.

Oxidación de Piruvato a Acetil CoA

Oxidación de Piruvato COO- TPP. CoASH NAD+ Lipoamida, FAD SCOA I C=0 4 C=0 + CO2 I Complejo piruvato deshidrogenasa (E1+E2+E3) - CH3 CH3 Piruvato Acetil CoA NADH + H·

Componentes del Complejo Piruvato Deshidrogenasa (PDH)

Enzima Nombre de la enzima coenzima E1 Piruvato deshidrogenasa TTP E2 Dihidrolipoil transmetilasa Ácido lipoico CoA E3 Dihidrolipoil deshidrogenasa FAD NAD+ La PDH es un complejo multi enzimático que consta de tres enzimas, E1, E2 y E3. Un complejo multi enzimático es un grupo de enzimas que catalizan dos o más pasos secuenciales en una vía metabólica. Como las enzimas están asociadas físicas, las reacciones tienen lugar en secuencia sin la liberación de productos intermedios, lo que minimiza las reacciones laterales. La PDH requiere la presencia de cinco coenzimas.

Reacciones del Complejo Piruvato Deshidrogenasa

CO2 + C CoA-SH ( NAD+ TPP, lipoate, FAD NADH 0 S-CoA C C=0 pyruvate dehydrogenase complex (E1 + E2 + E2) CH CH3 Pyruvate Acetyl-CoA AG"0 = - 33.4 KJ/mol FADH2 FAD Diidrolipoil deidrogenasi (E3) - NAD+ Idrossiacetil- TPP CO2 Lipoamide (ossidata) FAD Lipoamide (ridotta) Piruvato deidrogenasi (E1) Diidrolipoil transmetilasi (E2) NADH + H+ Acetil-CoA Piruvato TPP Acetil diidropropil ammide CoA

Transporte y Conversión del Piruvato Mitocondrial

0CH-OH O CH OH OH OH Glucosa Glucosa-6-P Piruvato translocasa DHAP PGAL Acetil Co.A Oxaloacetato Citrato Malato Ciclo del ácido citrico Piruvato Piruvato Matriz mitocondrial CoASH Piruvato NAD NADH . CO. a·KG Succinil CoA En la membrana interna está incluida una enzima, el piruvato translocasa, que permite el transporte del piruvato del espacio intermembranal al espacio interior de la mitocondria, que se conoce como la matriz mitocondrial, luego el piruvato es convertido en CO2 y acetil CoA, la cual es oxidada posteriormente por las reacciones del ciclo del ácido cítrico.

Proceso de Oxidación del Piruvato

1 C=O C=0 1 CH3 Piruvato CoA-SH NAD+ NADH+ H++ CO2 Reacción de oxidación 3 S-CoA C=0 - CH3 Acetil CoA 1 Se elimina grupo carboxilo del piruvato, liberando díóxido de carbono 2 NAD+ se reduce a NADH. 3 Grupo acetilo se transfiere a coenzima A, y resulta acetil CoA

Composición de la Coenzima A

El acetil CoA se forma a partir de la coenzima A. El CoA es un gran compuesto orgánico que contiene:

• Un grupo adenina.
• Un azúcar ribosa.
• Acido pantoténico (una vitamina del grupo B).
• Un grupo sulfhidrilo o tiol (-SH), el grupo activo.

Estructura del Nucleótido de Adenina

Nucleótido de Adenina NH2 N N 0 0 N N 1 OH OH Adenina 0 CH3 0 OH OH CHJOH 0 = = CH2-O-P-O-P-O-CH2-C-CH -C - NH - (CH2)2-C - NH - (CH2)2 - SH 1 1 1 Ácido pantoténico (Vitamina Bs)

Acetil Coenzima A

El acetil CoA es un compuesto de elevada energía lo que le capacita para servir de donante de grupos acetilo, por ejemplo, en la síntesis de ácidos grasos y en el ciclo del ATC. Es un transportador de grupos acetilo del mismo modo que el ATP lo es de grupos fosfato. 0=0 H3C- -S-COA Acetil-Coenzima A

Función Central del Acetil CoA en el Metabolismo

El acetil CoA desempeña un papel central en el metabolismo. De hecho, la mayoría de las vías metabólicas celulares generadores de energía finalmente lo producen. Pueden formarse a partir de carbohidratos, grasas y proteínas. También es el punto de comienzo para la síntesis de grasas, esteroides y cuerpos cetónicos. Su oxidación proporciona energía para muchos tejidos.

Formación y Usos del Acetil CoA

Carbohidratos Grasas Proteínas Glucosa Triglicéridos Aminoácidos (cetogenica) Lipolisis Glucolisis - Ácidos grasos 1 ß oxidación Desaminación y oxidación Acetil CoA Cetogénesis (sintesis cuerpos cetónicos). · Acetoacetato · ß-hidroxibutirato Síntesis de ácidos grasos Oxidación por el ciclo de ATC >CO2+H2O+ATP Sintesis de esteroides colesterol, por ejemplo. Piruvato