Bioquímica: Fosforilación de Glucosa y Gliceraldehído-3-Fosfato

Glucose Phosphorylation

• Glucose phosphorylation is the first step of glycolysis
• It involves the conversion of glucose to glucose-6-phosphate (G6P)
• This step is catalyzed by the enzyme hexokinase
• One ATP molecule is consumed in this step

Glyceraldehyde 3-phosphate (G3P)

• G3P is a key intermediate in the glycolytic pathway
• It is produced through the conversion of fructose-1,6-bisphosphate
• G3P is then converted to 1,3-bisphosphoglycerate (1,3-BPG) by the enzyme phosphoglycerate kinase
• This step produces one ATP molecule

Anaerobic Respiration

• Anaerobic respiration occurs in the absence of oxygen
• In this process, glucose is converted to lactic acid or ethanol and carbon dioxide
• Anaerobic respiration occurs in muscle cells during high-intensity exercise
• It is also seen in some microorganisms and in certain tumor cells

Pyruvate Kinase

• Pyruvate kinase is the enzyme responsible for catalyzing the last step of glycolysis
• It converts phosphoenolpyruvate (PEP) to pyruvate
• This step produces one ATP molecule
• Pyruvate kinase is a key regulatory enzyme in glycolysis

ATP Production

• Glycolysis produces a net gain of 2 ATP molecules
• 2 ATP molecules are consumed in the phosphorylation of glucose and fructose-1,6-bisphosphate
• 4 ATP molecules are produced in the subsequent steps of glycolysis
• The net gain of 2 ATP molecules is used to fuel cellular processes

Fosforilación de Glucosa

• La fosforilación de glucosa es el primer paso de la glucólisis
• Implica la conversión de glucosa en glucosa-6-fosfato (G6P)
• Este paso es catalizado por la enzima hexokinasa
• Se consume una molécula de ATP en este paso

Fosfoglicerato de Gliceraldehído (G3P)

• G3P es un intermediario clave en la vía glucolítica
• Se produce a través de la conversión de fructosa-1,6-bisfosfato
• G3P se convierte en 1,3-bisfosfoglicerato (1,3-BPG) por la enzima fosfoglicerato kinasa
• Este paso produce una molécula de ATP

Respiración Anaeróbica

• La respiración anaeróbica ocurre en ausencia de oxígeno
• En este proceso, la glucosa se convierte en ácido láctico o etanol y dióxido de carbono
• La respiración anaeróbica ocurre en células musculares durante el ejercicio intenso
• También se observa en algunos microorganismos y en ciertas células tumorales

Piruvato Kinasa

• La piruvato kinasa es la enzima responsable de catalizar el último paso de la glucólisis
• Convierte enolpiruvato (PEP) en piruvato
• Este paso produce una molécula de ATP
• La piruvato kinasa es una enzima reguladora clave en la glucólisis

Producción de ATP

• La glucólisis produce una ganancia neta de 2 moléculas de ATP
• Se consumen 2 moléculas de ATP en la fosforilación de glucosa y fructosa-1,6-bisfosfato
• Se producen 4 moléculas de ATP en los pasos posteriores de la glucólisis
• La ganancia neta de 2 moléculas de ATP se utiliza para impulsar procesos celulares

Vía de la Glicolisis

• También conocida como vía de Embden-Meyerhof-Parnas
• Primera etapa de la respiración celular
• Convierte glucosa (C6H12O6) en piruvato (C3H4O3)
• Produce 2 moléculas de ATP y 2 moléculas de NADH
• Ocurre en el citoplasma
• Involucra 10 reacciones catalizadas por enzimas

Productos de Fermentación

• Ácido láctico (células musculares, algunas bacterias)
• Etanol y CO2 (levadura, algunas bacterias)
• Ácido fórmico (algunas bacterias)
• Ácido acético (algunas bacterias)
• Ácido butírico (algunas bacterias)

Producción de Energía Celular

• ATP (adenosina trifosfato) es la principal moneda energética de la célula
• ATP se genera a través de la respiración celular (aeróbica o anaeróbica)
• En la respiración aeróbica, se producen 36-38 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa
• En la respiración anaeróbica, se producen 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa

Respiración Anaeróbica

• Ocurre en ausencia de oxígeno
• Ocurre en el citoplasma
• La glucosa se convierte en piruvato, y luego en productos de fermentación
• No se produce ATP durante la respiración anaeróbica
• ATP se genera a través de fosforilación a nivel de sustrato

Fermentación Microbiana

• Los microorganismos utilizan la fermentación para generar energía
• Las vías de fermentación varían según el microorganismo
• Ejemplos de fermentación microbiana:
  • Fermentación de levadura (etanol y CO2)
  • Fermentación del ácido láctico (ácido láctico)
  • Fermentación del ácido butírico (ácido butírico)
  • Fermentación del ácido acético (ácido acético)
• La fermentación microbiana se utiliza en varias industrias, como:
  • Producción de alimentos (yogur, pan, cerveza)
  • Producción de biocombustibles
  • Producción farmacéutica