Tema 10: glucólisis y gluconeogenesis

Si la reacción fuera inversa a la glucólisis se obtendría +20Kj/mol. La regulación es muy importante en este proceso. Para la regulación sigue la misma táctica que la glucólisis, ya que los puntos de control son los mismos. La regulación de la gluconeogenesis es la misma que la glucólisis pero inversa. Si hay mucho citrato se produce la máxima velocidad del ciclo de calvin. La fructosa             1-6bifosfatasa es en la glucólisis. El ADP es el inhividor de la fosfoenolpiruvato carboxilasa y la piruvato carboxilasa. Además del control mediante inhividor, se puede regular mediante la trascripción, pero es una regulación muy lenta. Hay dos hormonas que pueden regular el proceso como es el caso de la insulina y el glucagón. La insulina potencia la glucólisis. El glucagón eleva la gluconeogenesis disminuyendo PFK₁, PK y PFK₂. El ciclo no se cierra por completo. Estas dos etapas de la gluconeogenesis producen calor. Algunos tejidos generan la glucosa y la liberan convirtiéndose la glucosa 6P en glucosa. La glucosa 6 fosfatasa no es citosolica y que es un marcaje del lumen citoplasmático. La proteína debe de unir el calcio. Cuando el retículo endoplasmatico tiene mucha energía se libera. Este proceso se da en el hígado y riñón. Solo estos dos producen cantidades significativas. La célula se divide en suministradoras y suministradas o consumidoras.

Tema 10: glucólisis y gluconeogenesis

Esto deriva de procesos anaeróbicos del músculo y en eritrocitos porque no tienen mitocondrias. El glicerol deriva del triglicérido que impulsa la inmovilización de los glicéridos. Es un apoyo en el músculo que son los triglicéridos. Los triglicéridos generan los ácidos grasos que no son precursores de la gluconeogenesis en animales. Se produce un ciclo entre los dos tipos de células. El músculo genera lactato que llega al hígado y produce glucosa. Se produce el ciclo de Cori. El corazón utiliza el lactato que es un combustible. La lactato deshidrogenasa es diferente en el músculo cardiaco y el esquelético. La segunda versión del ciclo de cori es la liberación de la alanina a la sangre por el ciclo en el músculo. La alanina se transforma en piruvico en un solo paso.  La alanina es una precursora de la glucosa. Se cambia la alanina por el grupo ceto del cori, aunque los intermediarios serán los mismos, las enzimas no son las mismas que en la glucólisis. Para cebar la gluconeogenesis se introduce el piruvato, oxalacetato y glicerol. El glicerol pasa a glicerol fosfato y de aquí a deshidroxicetona fosfato. Esto es lo que entra en la gluconeogenesis. A diferencia de la glucólisis no todo se producen en el mismo orgánulo. La mitocondria es el punto de arranque, ya que es donde se localiza la piruvato carboxilasa que sale por la membrana mediante transporte de malato. El malato se genera por la malato deshidrogenasa citosolica que es un isoenzima que es dependiente, mientras que la mitocondrial  es independiente. La dependiente transforma el malato a oxolacetato. Es una reacción que se produce muchas veces. Se produce una carbaxilacion, introduce un molécula de dióxido de carbono. Esta fijación se produce en el bicarbonato. La piruvato carboxilasa es la que fija el dióxido de carbono con consumo de ATP. El bicarbonato pasa a carboxifosfato. La enzima encargada tiene tres dominios. La biotina es muy importante en esta de toma de dióxido de carbono para transferirlo al piruvato. La biotina esta unida a la lisina mediante la ε final. Su importancia en la biotina. El oxolacetato pasa a fosfoenolpiruvato a partir de oxolacetato y una molécula de GTP que es el donador de energía. La descarboxilacion facilita la reacción. En cuanto al balance energético se produce que:

4ATP+2GTP+2NADH+6H₂O→ ΔG=-9´12cal/mol

Tema 10: glucólisis y gluconeogenesis

Al final de la glucólisis consumimos el NAD para obtener el NADH. Cuando se consigue mucho NAD se produce un problema redox. Para que la célula solucione el problema produce la fermentación. Hay dos tipos de fermentación que son: láctica y alcohólica. Se consume una molécula de NAD a NADH. El piruvato se transforma en acetaldehído que se va al zinc y de aquí a etanol. La gliceraldehido 3P deshidrogenasa, alcohol deshidrogenasa  y lactato deshidrogenasa presentan desde un dominio hasta seis, pero lo normal es entre cuatro y  cinco de α-hélice que reconoce el NAD.

La gluconeogenesis no es el proceso inverso de la glucosa, con independencia de etapas comunes. En animales solo hay dos en común. Solo dos órganos producen en cantidades significantes de la glucólisis en la  gluconeogenesis que son el hígado y el riñón, y el riñón en muy poca proporción. Esto no significa que se produzca liberación de glucosa. Los precursores son el lactato, glicerol y aminoácidos. El lactato proviene de la fermentación en el músculo en términos cuantitativos, además de eritrocitos.

Tema 10: glucólisis y gluconeogenesis

La diferencia de energía produce que no hubiese reacción. La triosa fosfato isomerasa tiene una gran afinidad por el sustrato. Casi todas las uniones son posibles. La gliceraldehido-3fosfato posee una Cisteína en el centro catalítico y una histidina. Se produce una reacción acido-base actuando como tampón. Se forma un intermediario. Debe de salir el NADH y entrar en NAD. La oxidación del grupo aldehído a acido libera una gran energía, por lo que la enzima esta favorecida en la primera reacción, pero la otra esta en desventaja, ya que en la formación necesita una aporte de energía. El bifosfoglicerato se transforma en 3-fosfoglicerato. Se produce ATP fuera de la mitocondria. Este compuesto cede el fosfato al ADP. Se transforma el 3-fosfoglicerato en  2-glicerato. Los produce la fosfoglicerato fosfato cambia el fosfato de sitio. Produce dos reacciones en la que  en la primera actúa el 2-3bifosfoglicerato y se libera el 2fosfoglicerato quedándose el fosfato en la histidina que regenera el 2-3bifosfoglicerato. El fosfoenolpiruvato pasa a piruvato y genera un ATP. La energía para sintetizar un ATP es que el piruvato tiene menor energía que el fosfoenolpiruvato. Se produce una isomerización hacia la forma cetonica que es el lugar en el que la molécula se encuentra en menor energía. En cuanto al valor energético podríamos decir que la ΔG total es aproximadamente de             -20 Kcal/mol. Donde hay mayor liberación de energía libre son los más importantes. A partir de las triosas debemos de multiplicar por dos la energía. Es un proceso energéticamente favorecido. El punto de control más importante es el del fosfofrutoquinasa. La glucosa 6fosfato no es exclusiva de la glucólisis. En el punto de control es donde se produce el mayor intercambio de energía, pero debe ser propio del proceso. Hay un regulador alosterico, uno de ellos es el AMP y la fructosa 2-6bifosfato, mientras que los inhibidores son el ATP y citrato. Si la concentración de ATP es alta, se deja de producir un bloqueo en la ruta. La fructosa 2-6bifosfato es un activador alosterico de la fosfoquinasa mediante el control nutricional y hormonal, es una enzima biformacional con un grupo quinasa y un dominio fosfatasa. Cuando se activa la quinasa se produce una atracción y con ello el dominio fosfatasa queda inhibido. Es muy importante en el tejido hepático. Cuando la fosfoquinsa recibe el glucagón se activa la quinasa con lo que se fosforila la enzima, con lo que se interrumpe el proceso. La fosfatasa pasa de fructosa 6 fosfato a fructosa 2-6bifosfato. La hexoquinasa es otro punto de control no específico. Se produce la fosforilación de la glucosa, se impide el paso, produciendo una retroinhibicion. La glucoquinasa solo entra en funcionamiento cuando hay una gran cantidad de glucosa en sangre. La glucoquinasa se activa cuando hay un gran aporte de glucosa. El otro punto de control es la piruvato quinasa que es alosterica. El activador es la fructosa 1-6bifosfato que es el producto de la hexoquinasa. Este proceso acelera la glucólisis. Los inhibidores son el ATP y alanina. Presenta isoformas del tipo L que depende del AMP cíclico. Cuando la concentración de glucosa es elevada aparece la insulina y se desfoforila la piruvato quinasa. El glucagón y la insulina son los que abren y cierran el ciclo. El músculo activa y desactiva la glucólisis según la demanda. En el cáncer se genera hipoxia, ya que demanda oxigeno que no puede llegarle. Si supera  la hipoxia activando la HIF1 que es un factor que expresa la Glut1 y 3, hexoquinasa y las demás enzimas implicadas en la glucólisis. Intentan obtener más glucosa y oxigeno, además de intentar que proliferen vasos sanguíneos. 

Tema 10: glucólisis y gluconeogenesis

La vía de la glucólisis se puede en tres etapas. En la primera se pasa de glucosa a glucosa                   1-6 Bifosfato, en la segunda etapa se pasa a gliceraldehido 3-fosfato y en la tercera etapa se pasa a acido piruvico o piruvato. La glucosa 6-fosfato es uno de los productos, pero es uno de los más importantes en esta vía. La glucosa 6-fosfato se pasa a fructosa 6-fosfato y posteriormente a dos moléculas de tres átomos de carbono. Desde la formación de las dos moléculas de tres átomos de carbono pasaremos a dos moléculas de piruvato o acido piruvico. A partir de aquí debemos de multiplicar por dos las reacciones. La hexoquinasa utiliza el Mg²⁺ATP (que es donador de energía a la quinasa) para pasar la glucosa a glucosa-6fosfato. Esto produce un desplazamiento hacia la derecha. La hexoquinasa es una enzima que tiene un cambio conformacional. Si hay presencia de agua en el centro catalítico ya no se produce esta reacción. La glucosa-6fosfato se transforma en fructosa-6fosfato que es un isomero. Hay una transformación de una aldosa en una cetosa. La isomerasa la abre y la pasa de estado ciclado a lineal produciéndose la liberación y un ciclado. En la siguiente etapa pasamos de fructosa-6fosfato a fructosa-1-6bifosfato. La enzima implicada es la fosfoquinasa que utiliza una molécula de Mg²⁺ATP. En la siguiente etapa pasamos de la fructosa-1-6bifosfato a dos triosas que son catalizadas por la aldolasa. La deshidroxicetona fosfato la pasamos a gliceraldehido 3 fosfato que es un isomero. Esta reacción esta desplazada hacia la izquierda. Aunque energéticamente esta desplazada, podemos observar que con la reacción en cadena se va produciendo. La triosa fosfato isomerasa presenta una histidina y un glutamato que da la isomerización. El glutamato actúa como acido-base y la histidina facilita la reacción, ayuda a la estabilización del glutamato. La deshidroxicetona fosfato en agua se descompondría y por eso la enzima protege el centro activo del agua. El glutamato esta cargado y a la histidina le falta un protón. Cuando se recupera la histidina, el glutamato cede el protón. La histidina actúa como tampón. Si la deshidroxicetona a enediol y de aquí a metildiol. Al llegar a piruvato se produce un NADH y ATP. El paso de gliceraldehido-3fosfato a deshidroxicetona-3fostato y de aquí a 1-3bifosfoglicerato. Esta se produce en dos etapas; la de oxidación a acido y la fosforilación. Esta produce agua en el final del proceso. En esta reacción entra en juego la histidina y la cisteína. La histidina actúa nuevamente como tampón de protones. Posteriormente se forma un intermediario con energía suficiente para la próxima reacción. Esta reacción debe de aislarse del agua. La Cisteína ataca al carbonilo que se oxida y se genera el NADH que sale y entra el NAD que debilita la oxidación y produce una facilidad en la fosforilación.

Tema 10: glucólisis y gluconeogenesis

Las células pueden llegar a glucosa como producto anaeróbico o aeróbico. En el anaeróbico producen dos o tres pasos mas  para llegar a una media oxidación pasando a lactato o alcohol. Este proceso se produce en los músculos. En la producción aeróbica se produce una oxidación completa. Hay organismos que se producen mediante el anaerobismo que son perdedores en el sentido energético. El proceso anaeróbico es la fermentación que no produce únicamente glucosa, sino que hay mas de esta sustancia. La glucosa entra mediante un transporte específico. La predicción de la estructura de membrana se hace mediante el conocimiento de la secuencia primaria y un análisis de la hidrofobidad, llegando a una predicción de la estructura tridimensional. Esta proteína tiene una marca que es un oligosacarido produciendo una glicosilacion. Esto indica cual es la cara citoplasmática y la cara extracelular. Donde esta la marca es la cara extracelular y la otra es la cara citoplasmática. Esta proteína se denomina Glut- seguido de un  número. La 1 y 3 tienen una capacidad pequeña de entrada. Nos son transportadores activos, sino facilitada, por lo que entra a favor de gradiente. La Glut-2 solo la expresamos en el hígado y en la β-pancreático en el que la velocidad es pequeña, ya que tienen una baja afinidad. Cuando hay una gran concentración de glucosa, aumenta la velocidad. Aparece en la    β-pancreático porque este es el encargado de secretar la insulina y en el hígado porque en este se almacena la glucosa en forma de glucagón. La Glut-4 presenta una velocidad que esta entre las dos anteriores, la podemos encontrar en los músculos y en el tejido adiposo. En ambas células se produce un aumento de la velocidad cuando aumenta la concentración de glucosa. El músculo es dependiente de glucosa para que funcione, mucha de la glucosa se almacena en el músculo. La Glut-5 no presenta una K_m porque no es un transportador de glucosa, ya que trasporta fructosa

Tema 18: Motilidad voluntaria.

La región recibe las respuestas somáticas y motoras, se divide en tres: área primaria, promotora t motora suplementaria. La prefrontal es para la memoria. La región primaria es para ejecutar movimientos somáticos, músculos esqueléticos y de equilibrio. A nivel funcional podemos distinguir dos zonas: M1 o motora I que es la primaria en la que se inicia la actividad voluntaria o actúa el movimiento que realiza el músculo somático y de la fonación. Desciende por el haz córtico espinal, baja a la medula espinal. La M2 o  motora II la forman el área promotora y suplementaria. Activa la musculatura somática de todo el cuerpo. En la motora I iniciamos y en la motora II activamos. A mayor cuerpo mayor destreza y complejidad en los movimientos. Es muy grande para dedos, labios y lengua en el hombre y reducido para el tronco y las articulaciones. El sistema nervioso central esta formado por el encéfalo y la medula espinal.