Bioquímica 3 PDF

Rutas centrales del metabolismo intermediario 12 NADH + H. Esto significa que el NADH + H citosólico no puede entrar li‑ C O N C E P TO S C L AV E bremente en la mitocondria para ser reoxidado, lo cual...

Rutas centrales del metabolismo intermediario 12 NADH + H. Esto significa que el NADH + H citosólico no puede entrar li‑ C O N C E P TO S C L AV E bremente en la mitocondria para ser reoxidado, lo cual implicaría a la larga, y entre otras posibilidades, el bloqueo de la glucólisis (véase capítulo 11). Por ello, La lanz lanzadera adera glicerol‑ glicerol‑3‑fos 3‑fos‑‑ las células eucariotas han generado varios mecanismos que permiten la entrada a fato tr tran ansfi sfier ere e los el elect ectron rones es del la mitocondria de los electrones fijados en el NADH + H citosólico. Estos me‑ + NADH + H citosólico a una molé- canismos se conocen con el nombre de lanzaderas: las más comunes son la lan‑ cula de FADH2 mitocondrial. zadera glicerol‑3‑fosfato y la lanzadera malato‑aspartato. Una vez dentro de la La lanzadera malato‑aspar malato‑aspar‑‑ mitocondria, los electrones son transferidos a la cadena transportadora de elec‑ tato transfiere los electrones del trones permitiendo así la síntesis de ATP. NADH + H+ citosólico a una molé molé-- cula de NADH + H+ mitocondrial. Lanzadera glicerol-3-fosfato La lanzadera glicerol‑3‑fosfato aprovecha un intermediario de la glucólisis, la dihidroxiacetona fosfato, para reoxidar el NADH + H originando glicerol‑ 3‑fosfato. Esta molécula se transporta al espacio intermembrana, donde es oxi‑ dado por la glicerol‑3‑fosfato deshidrogenasa mitocondrial, que utiliza FADH2 como cofactor (Fig. 12-12). El FADH2, posteriormente, cederá los electrones a Fig. 12-12). la cadena transportadora de electrones, produciendo, como ya se ha indicado, tan sólo una media de 1,5 moléculas de ATP por molécula de NADH + H ci‑ tosólico. Esta lanzadera se encuentra principalmente en el músculo esquelético y en el cerebro. Lanzadera aspartato-malato La lanzadera aspartato‑malato es algo más compleja que la lanzadera glicerol‑ 3‑fosfato. Aprovecha el intercambio de aminoácidos e intermediarios del ciclo ACTIVIDAD INTERACTIVA 12-3 Calcular el balance energético del cata- bolismo aerobio del ácido láctico. ¿Cómo sería este rendimiento en el caso del catabolismo anaerobio? Figura 12‑12. Lanzadera glicerol‑3‑fosfato. 287  SECCIÓN II El metabolismo metabolismo celular celular Figura 12‑13. Lanzadera malato‑aspartato. intermembrana Espacio Citosol Matriz mitocondrial Membrana Membrana externa interna Transportador malato//a-cetoglutarato NAD+ malato NAD+ deshidrogenasa malato Malato Malato deshidrogenasa H + H+ NADH NADH NAD H + H+ Oxalacetato Oxalacetato a-cetoglutarato -cetoglutarato a-cetoglutarato -cetoglutarato aspartato aspartato amino- amino- transferasa transferasa Glutamato Glutamato Aspartato Aspartato Transportador glutamato-aspartato de Krebs entre el citoplasma y la mitocondria para introducir los electrones fijados en el NADH + H durante la glucólisis. El NADH + H se utiliza para reducir el oxalacetato (proveniente del aspartato por transaminación) a mala‑ to, que penetra en la mitocondria a través de un cotransporte con a‑cetogluta‑ rato. El malato, dentro de la mitocondria, se oxida por la malato deshidroge‑ nasa, que utiliza NADH + H como cofactor, para generar de nuevo oxalace‑ tato. El oxalacetato se transforma por acción de una transaminasa en aspartato, el cual sale de la mitocondria a través de un cotransporte con gluta‑ mato, cerrando el mecanismo (Fi Fig. 12-13). Como resultado g. 12-13 resultado de la la actuación de esta lanzadera, el NADH + H citosólico se introduce dentro de la mito‑ condria originando NADH + H mitocondrial, que, posteriormente, cederá los electrones a la cadena transportadora de electrones, produciendo una me‑ dia total de 2,5 moléculas de ATP por molécula de NADH + H citosólico. Esta lanzadera se encuentra principalmente en las mitocondrias del hígado y del corazón. Aunque la lanzadera malato‑aspartato es más compleja que la lanzadera gli‑ cerol‑3‑fosfato, es energéticamente más eficaz ya que cada NADH + H citosóli‑ co produce 2,5 moléculas de ATP frente a los 1,5 ATP de la otra lanzadera. Sin embargo, la lanzadera glicerol‑3‑fosfato tiene otras ventajas, como puede ser la rapidez. De hecho, algunos organismos carecen de lactato deshidrogenasa y de‑ penden completamente de la lanzadera glicerol‑3‑fosfato para regenerar el NAD citoplasmático. En condiciones normales, las coenzimas reducidas que se obtienen tanto en la glucólisis como en el ciclo de Krebs, como consecuencia principalmente de su actuación en el catabolismo aerobio de la glucosa, son aprovechadas en la cade‑ na transportadora de electrones para obtener ATP y así cubrir las necesidades energéticas de la célula. En el recuadro 12-3 se calcula el rendimiento energéti‑ co de la degradación de una molécula de glucosa. 288