Tema 3 Metabolisme d'Hidrats de Carboni PDF

Metabolisme d’Hidrats de Carboni Tema 3 Metabolismo y Regulación (UVEG)  Principals Rutes del Metabolisme dels Hidrats de Carboni Metabolismo y Regulación (UVEG)...

Metabolisme d’Hidrats de Carboni Tema 3 Metabolismo y Regulación (UVEG)  Principals Rutes del Metabolisme dels Hidrats de Carboni Metabolismo y Regulación (UVEG) 2  Principals Rutes del Metabolisme dels Hidrats de Carboni Metabolismo y Regulación (UVEG) 3  Glicòlisi Via d’oxidació de la glucosa Es localitza en el citosol Metabolismo y Regulación (UVEG) Mathews 4  Fases de la Glicòlisi Ruta Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) Ruta principal per a la degradació de glucosa Fase I Es consumeixen 2 ATP Fase II Es produeixen 4 ATP Metabolismo y Regulación (UVEG) Rendiment 2 mols ATP/mol glucosa 5  Fase I de la Glicòlisi Primera etapa: s’atrapa la glucosa dins de la cèl.lula (G6P más polar) HK Hexoquinasa (HK), KM 0.1 mM FBP (C6) es parteix en dos C3 (aldosa G3P i cetosa DHAP) Metabolismo y Regulación (UVEG) Sols G3P continua la via oxidativa, TPI convertirà DHAP en G3P 6  Fase II de la Glicòlisi En la Fase II es genera energia 4 molècules d’ ATP i 2 molècules de NADH per cada glucosa Balanç energètic total (Fase I i II) D–glucosa + 2 ADP + 2Pi + 2 NAD+ Metabolismo y Regulación (UVEG) 2 Piruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2H+ + 2 H2 O 7  Incorporació d’altres sucres a la Glicòlisi Metabolismo y Regulación (UVEG) 8  Rendimient Energètic en Oxidació Aerobia de Glucosa ATP ATP ( ) *Lanzadera citosol mitocondria Fosforilació a Fosforilació nivell de sustrat oxidativa 2 FADH2 Metabolismo y Regulación (UVEG) Total: 32 molècules d’ ATP 9  Llançadores del NADH Llançadora del Glicerol-fosfat Llançadora del Malat-Aspartat Mathews Metabolismo y Regulación (UVEG) 10  Altres Rutes Glicolítiques ATP ADP En bacteris gram (-), Glucose Pseudomonas saccharofila - gluconat pot ser nutrient important 6-phosphogluconate dehydratase Ruta Entner-Doudoroff (ED) 6- Metabolismo y Regulación (UVEG) glucosa + NADP+ + NAD++ ADP + Pi [KDPG] KDPG aldolase 2 Piruvat + NADPH + NADH +2H+ + ATP 11  Regulació de la Glicòlisi:HK Hexoquinasa I Hexoquinasa II Hexoquinasa III Hexoquinasa IV ó Glucoquinasa Metabolismo y Regulación (UVEG) 12  Regulació de la Glicòlisi: PFK-1 Metabolismo y Regulación (UVEG) 13  Regulació de la Glicòlisi: PFK-1 Metabolismo y Regulación (UVEG) 14  Regulació de la Glicòlisi: PFK-1 Metabolismo y Regulación (UVEG) 15  Regulació de la Glicòlisi Control al.lostèric d’etapes Hexoquinasa irreversibles en eucariots y G-6-P procariots (E. coli) Fosfofructoquinasa ATP ADP, AMP Citrat F-2,6-BP Piruvatoquinasa ATP F-1,6-BP Acetil-CoA Àcids grassos Metabolismo y Regulación (UVEG) Mathews 16  Glicòlisi com Ruta Anabòlica glucosa glucosa-1-P polisacáridos glucosa-6-P ribosa-5-P ácidos nucleicos glicolípidos fructosa-6-P glícidos aminados 2 etapas glicoproteínas dihidrociacetona-P gliceraldehido-3-P glicerol-3-P 1,3-bisfosfoglicerato 2,3-bisfosfoglicerato fosfolípidos triacilgliceroles 3-fosfoglicerato serina 2 etapas aminoácidos proteínas aromáticos fosfoenolpiruvato Metabolismo y Regulación (UVEG) proteínas oxalacetato piruvato alanina aspartato pirimidinas asparagina ácidos nucleicos Peretó et al.mod, 2007 17  Gluconeogènesi Ruta anabòlica, piruvat es converteix en F6P o G6P i a vegades en glucosa (eucariots multicel.lulars) Metabolismo y Regulación (UVEG) Lactato Mathews 18  Glicolisis vs Gluconeogénesis Metabolismo y Regulación (UVEG) 19 Metabolismo y Regulación (UVEG) Glicòlisi vs Gluconeogènesi 20 Metabolismo y Regulación (UVEG) Glicòlisi vs Gluconeogènesi 21 Metabolismo y Regulación (UVEG) Gluconeogènesi 22 Metabolismo y Regulación (UVEG) Transport OAA/PEP 23  Etapes Diferencials de la Gluconeogènesi Citosol Metabolismo y Regulación (UVEG) 24  Destinacions de la Glucosa-6-P Metabolismo y Regulación (UVEG) 25  Regulació Glicòlisi/Gluconeogènesi Metabolismo y Regulación (UVEG) 26  Control per [Fructosa-2,6-bisfosfat] PFK-2/FBPase-2 The same enzyme makes and degrades F2,6 bisP Metabolismo y Regulación (UVEG) The enzyme acts as a kinase or as a phosphatase depending on whether it is phosphorylated. 27  Control per [Fructosa-2,6-bisfosfat] PFK-2/FBPase-2 The same enzyme makes and degrades F2,6 bisP 53 kDa enzyme PFK-2-P Metabolismo y Regulación (UVEG) PFK-2 is a kinase and makes F2,6 bisP PFK-2-P is a phosphatase - reverse reaction. 28  Control per [Fructosa-2,6-bisfosfat] Receptor de Glucagó Adenilat ciclasa glucagó PFK-2/FBPasa-2 Regulada per fosforilació/ desfosforilació Proteína G F-2,6-BP Proteïna quinasa dependent de cAMP (PKA) F-6-P [F-2,6-BP] [F-2,6-BP] F-6-P Proteïna Fosfatasa (PP) F-2,6-BP Metabolismo y Regulación (UVEG) Insulina Glucagó Proteïna quinasa A (+) [F-2,6-BP] Glicòlisi (-), Gluconeogènesi (+) Insulina Proteïna Fosfatasa (+) [F-2,6-BP] Glicòlisi (+), Gluconeogènesi (-) 29  Control per [Fructosa-2,6-bisfosfat] Metabolismo y Regulación (UVEG) 30  Control per [Fructosa-2,6-bisfosfat] Metabolismo y Regulación (UVEG) 31 Metabolismo y Regulación (UVEG) 32  Control per [Fructosa-2,6-bisfosfat] Metabolismo y Regulación (UVEG) 33  Control per [Fructosa-2,6-bisfosfat] Metabolismo y Regulación (UVEG) 34  Control per [Fructosa-2,6-bisfosfat] Metabolismo y Regulación (UVEG) 35 Metabolismo y Regulación (UVEG) Regulació de Piruvat Quinasa 36 Metabolismo y Regulación (UVEG) 37  Regulació glicòlisi/gluconeogènesi Metabolismo y Regulación (UVEG) 38  Regulació glicòlisi/gluconeogènesi Metabolismo y Regulación (UVEG) 39  Regulació glicòlisi/gluconeogènesi en fetge Metabolismo y Regulación (UVEG) 40  Regulació glicòlisi/gluconeogènesi en llevat Metabolismo y Regulación (UVEG) 41  Regulació glicòlisi/gluconeogènesi en cèl.lules fotosintètiques Metabolismo y Regulación (UVEG) 42  Regulació glicòlisi/gluconeogènesi Metabolismo y Regulación (UVEG) 43 Metabolismo y Regulación (UVEG) Metabolismo y Regulación (UVEG) Metabolismo y Regulación (UVEG)  Metabolisme del Glicogen Cèl·lules animals i bacteris emmagatzemen glicogen com a Metabolismo y Regulación (UVEG) material de reserva 47 Metabolismo y Regulación (UVEG) Metabolisme del Glicogen 48  Síntesi de Glicogen Glicogen sintasa En cada adició de sucre es forma un enllaç a (1 à 4) entre la unitat de glucosa (UDP-glucosa en eucariots; ADP-glucosa en procariots) i l’extrem no reductor del glicogen Posteriorment l’enzim ramificant introduirà les ramificacions, enllaços a (1 à 6) G6P + UTP(ATP) + Glicogen(n) Glicogen(n+1) + UDP(ADP) + 2Pi * Metabolismo y Regulación (UVEG) * extrem no reductor 49 Metabolismo y Regulación (UVEG) Síntesi de Glicogen 50 Metabolismo y Regulación (UVEG) Síntesi de Glicogen 51  Iniciació de la Síntesi de Glicogen Glicogen sintasa requereix encebador (fragment de glicogen per a iniciar la síntesi) Una proteïna, glucogenina,homodimer, catalitza la unió de la primera glucosa (UDP-glucosa) a un residu Tyr en la primera capa i l'extensió de la cadena per addició d'unitats de glucosa (UDP-glucosa). Després comença l'acció de la glicogen sintasa i enzim ramificant Metabolismo y Regulación (UVEG) 52  Degradació de Glicogen Les subunitats de glucosa es van separan per acció de glicogen fosforilasa (trenca enllaços glicosídics a AMP (1à4)) ATP, G-6-P, Glu o o o o o o o o fosfoglucomutasa 6 Metabolismo y Regulación (UVEG) L’enzim desramificant bifuncional (a (1à6)) completa el procés 53  Destinació de la Glucosa-6-fosfat produïda en la Glicogenolisi Procariots, eucariots Procariots, eucariots Metabolismo y Regulación (UVEG) Stryer 54  Regulació de la Degradació de Glicogen Metabolismo y Regulación (UVEG) 55  Regulación de la Degradación de Glucógeno Metabolismo y Regulación (UVEG) X-Ray structure of rabbit muscle glycogen phosphorylase. (c) An interpretive “low- resolution” drawing of Part b showing the enzyme’s various ligand-binding sites. 56  Regulació de la Degradació de Glicogen Metabolismo y Regulación (UVEG) Conformational changes in glycogen phosphorylase. (a) (left) Ribbon diagram of one subunit (T-state) in absence of allosteric effectors. 57  Regulació de la Degradació de Glicogen Metabolismo y Regulación (UVEG) Conformational changes in glycogen phosphorylase. (a) (right) Ribbon diagram of one subunit (R-state) with bound AMP. 58  Regulació de la Degradació de Glicogen Metabolismo y Regulación (UVEG) 59  Regulació de la Degradació de Glicogen Metabolismo y Regulación (UVEG) 60  Regulació de la Degradació de Glicogen Metabolismo y Regulación (UVEG) 61  Regulació de la Degradació de Glicogen Metabolismo y Regulación (UVEG) 62  Regulació de la Degradació de Glicogen Mamífers Glicogen fosforilasa regulada per modificació covalent induïda per hormones epinefrina(adrenalina) en múscul i glucagó en fetge Proteïna G C2R2 Metabolismo y Regulación (UVEG) a4b4g4d 4 Adrenalina Stryer 63 Metabolismo y Regulación (UVEG) Cascada d’Amplificació 64  Regulació de la síntesi de glicogen Metabolismo y Regulación (UVEG)  Regulació de la síntesi de glicogen Metabolismo y Regulación (UVEG) Metabolismo y Regulación (UVEG)  Regulació de la Síntesi i Degradació de Glicogen Glucagó i insulina modulen el metabolisme del glicogen hepàtic per controlar el nivell de glucosa en sang Metabolismo y Regulación (UVEG) Lehninger 68  Regulació Síntesi i Degradació de Glicogen (PP1) Metabolismo y Regulación (UVEG)  Insulin Regulació Síntesi i Degradació de Glicogen (PP1) Insulina Metabolismo y Regulación (UVEG)  Regulació Síntesi i Degradació de Glicogen (PP1) Metabolismo y Regulación (UVEG) Metabolismo y Regulación (UVEG)  Regulació Síntesi i Degradació de Glicogen (PP1) Metabolismo y Regulación (UVEG) The antagonistic effects of insulin and epinephrine on glycogen metabolism in muscle.  Efectes del Glucagó sobre el Metabolisme d’Hidrats de Carboni Glucagó Participa en el Exerceixen la seva acció manteniment fonamentalment en fetge dels nivells de glucosa en sang Activa la glucogenolisi i la gluconeogènesi i inhibix la glucogenogènesi i la glicolisi Metabolismo y Regulación (UVEG) 74  Efectes de la Insulina sobre el Metabolisme d’Hidrats de Carboni Insulina Hormona secretada pel pàncrees (cèl.lules b) en resposta a un augment de glucosa en sang. Participa en el manteniment del nivell de glucosa en sang Glucogenolisis Metabolismo y Regulación (UVEG) Lehninger 75  Patologies del metabolisme del glicogen Metabolismo y Regulación (UVEG) Metabolismo y Regulación (UVEG) Ruta dels Fosfats de Pentosa 77  Ruta dels Fosfats de Pentosa: Fase oxidativa Metabolismo y Regulación (UVEG) 78 Metabolismo y Regulación (UVEG) 79 Metabolismo y Regulación (UVEG) Ruta dels Fosfats de Pentosa 80  Ruta dels Fosfats de Pentosa Metabolismo y Regulación (UVEG) Mechanism of transketolase. 81  Ruta de los Fosfatos de Pentosa Metabolismo y Regulación (UVEG) Mechanism of transaldolase. 82 Metabolismo y Regulación (UVEG) 83 Metabolismo y Regulación (UVEG) 84 Metabolismo y Regulación (UVEG) Metabolismo y Regulación (UVEG) Ruta dels Fosfats de Pentosa 86  Versatilitat de la Ruta dels Fosfats de Pentosa Metabolismo y Regulación (UVEG) 87  Versatilitat de la Ruta dels Fosfats de Pentosa Metabolismo y Regulación (UVEG) 88 Metabolismo y Regulación (UVEG) Ruta dels Fosfats de Pentosa 89  Ruta dels Fosfats de Pentosa: danys oxidatius Metabolismo y Regulación (UVEG) 90