GLUCO
GLUCO
-
-
NEO
NEO
-
-
G
G
É
É
NESIS:
NESIS:
esquema general
esquema general
Ruta anabólica que se produce en
hígado y riñón
Piruvato
carboxilasa
Fosfoenol
Piruvato
carboxikinasa
Fructosa-1,6-
bisfosfatasa
Glucosa6-
fosfatasa
La gluconeogénesis convierte dos
moléculas de piruvato en una de glucosa a
través de 11 reacciones metabólicas:
7 reacciones son comunes con la
glucolisis, puesto que son reversibles.
Y otras cuatro son específicas de la
gluconeogénesis e irreversibles.
Necesita de metabolitos (C), poder
reductor (2 NADH) y energía (6 ATP)
Balance:
2 piruvato + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH + 2H+ ---
Glucosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2 NAD+
T 6-gluconeogénesis
GLUCONEOG
GLUCONEOG
É
É
NESIS
NESIS
: 1
: 1
ª
ª
reacci
reacci
ó
ó
n
n
Piruvato
Oxalacetato
Reacción mitocondrial:
- carboxilación del piruvato a oxalacetato
El oxalacetato no atraviesa la membrana mitocondrial;
Si que la atraviesa el malato, por ello el oxalacetato se
reduce a malato y después entra
Recordar la lanzadera malato-aspartato
GLUCONEOG
GLUCONEOG
É
É
NESIS: 1
NESIS: 1
ª
ª
reacci
reacci
ó
ó
n:
n: la piruvato carboxilasa actúa con biotina
Piruvato
Oxalacetato
Piruvato
Biotina
Lisina Enzima
N-carboxilación Lisina Enzima
BIOTINA
Piruvato
carboxilasa
Piruvato
carboxilasa
Mecanismo de
la fijación del
CO2 al piruvato
La biotina unida
a la E es la que
se carboxila y
después pasa el
carboxilo al
metilo del
piruvato
El oxalacetato
resultante, tiene
que reducirse a
malato para salir
al citoplasma y
allí se vuelve a
reoxidar para
continuar la
gluconeogénesis
Oxalacetato
Fosfoenolpiruvato
PEP carboxi
kinasa
GTP
GDP,
CO2
GLUCONEOG
GLUCONEOG
É
É
NESIS: 2
NESIS: 2
ª
ª
reacci
reacci
ó
ó
n
n
La 2ª y siguientes son reacciones citosólicas
La gluconeogénesis tiene lugar casi exclusivamente en el hígado (el 10% se efectúa en los
riñones). Es un proceso clave pues permite a los organismos superiores obtener glucosa en
estados metabólicos como el ayuno.
Algunos tejidos, como el cerebro, los eritrocitos, el riñón, la córnea del ojo y el músculo, cuando
el individuo realiza actividad extenuante, requieren de un aporte continuo de glucosa,
obteniéndola a partir del glucógeno almacenado en el hígado, el cual solo puede satisfacer
estas necesidades durante 10 a 18 horas como máximo, lo que tarda en agotarse el glucógeno
hepático. Posteriormente comienza la formación de glucosa a partir de sustratos diferentes al
glucógeno por la vía gluconeogénica.
Fosfoenolpiruvato
Lactato
Algunos aminoácidos
Algunos aminoácidos
GLUCONEOG
GLUCONEOG
É
É
NESIS
NESIS
1
1
ª
ª
parte:
parte:
Una vez que se produce
PEP en el citoplasma,
El fosfoenolpiruvato se
convertirá en F-1, 6-BP
mediante las reacciones
reversibles de la
glucolisis y catalizadas
por las mismas enzimas
en el citoplasma celular
Fructosa-6-fosfato
Fructosa-1, 6-bisfosfato
Glucosa-6-fosfato
Glucosa
Glucosa-6
fosfatasa
Fructosa-1,6
bisfosfatasa
Aldolasa
Triosa-fosfato
isomerasa
fosfoglucosa
isomerasa
GLUCONEOG
GLUCONEOG
É
É
NESIS
NESIS
2
2
ª
ª
parte
parte
Dos reacciones
irreversibles, enfrente de
la reacciones
irreversibles glucolíticas
La última reacción
sólo se produce en
el hígado, cuyas
células tienen G-6-
fosfatasa
Glicerol
GLUCONEOG
GLUCONEOG
É
É
NESIS:
NESIS:
ú
ú
ltima reacci
ltima reacci
ó
ó
n,
n,
Glucosa
Glucosa
-
-
6
6
-
-
fosfatasa
fosfatasa
Cara
citosólica
Glucosa
6-fosfato
Glucosa
Retículo
endoplásmico
Glucosa-6-
fosfatasa
•Esta actividad enzimática solamente se encuentra en el hígado
•Es éste órgano el único que puede proporcionar glucosa al torrente
circulatorio
En el resto de los tejidos gluconeogénicos, la G-6-P se utilizará para sus
necesidades metabólicas, por tanto no ceden glucosa al torrente
circulatorio.
Sustratos que
Sustratos que
alimentan esta v
alimentan esta v
í
í
a:
a:
Piruvato
Piruvato
Lactato
Lactato
Glicerol
Glicerol
Amino
Amino
á
á
cidos:
cidos:
ALA
ALA
-
-
>
>
piruvato
piruvato
ASP
ASP
-
-
>
>
oxalacetato
oxalacetato
GLUCO
GLUCO
NEO
NEO
G
G
É
É
NESIS
NESIS
Glucosa
Fructosa-1,6-bisfosfato
Gliceraldehido-
3-fosfato
Dihidroxiacetona
fosfato
Fosfoenolpiruvato
Glicerol-
3-fosfato
Glicerol
Alanina
Lactato
Otros
aminoácidos
Oxalacetato
Piruvato
•Estequiometría de la ruta:
2 piruvato + 4 ATP + 2 GTP + 2 NADH----
glucosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2 NAD
+
+2H
+
Glucosa
Incorporaci
Incorporaci
ó
ó
n de
n de
lactato
lactato
y del
y del
glicerol a la
glicerol a la
GLUCONEOG
GLUCONEOG
É
É
NESIS
NESIS
Glicerol
Glicerol
fosfato
Glicerol fosfato
deshidrogenasa
Dihidroxiacetona
fosfato
Glicerol
kinasa
Piruvato Lactato
Lactato
deshidrogenasa
El lactato que se
produzca en el músculo
puede incorporarse a la
gluconeogénesis
hepática.
La LDH cataliza una
reacción reversible.
El glicerol procedente de
la hidrólisis de los TAG
se fosforila y oxida hasta
DHA, que se puede
incorporar a la formación
de glucosa.
GLUCONEOG
GLUCONEOG
É
É
NESIS:
NESIS:
Piruvato
carboxilasa
Fosfoenol
Piruvato
carboxikinasa
Fructosa-1,6-
bisfosfatasa
La gluconeogénesis
necesita sustratos
(lactato, piruvato,
oxalacetato,….) y energía
(ATP, GTP) para
producirse, además de
poder reductor (NADH)
Los principales puntos de
regulación son:
- la piruvato carboxilasa y
- la F-1,6-BPasa
1.- regulación por metabolitos (ver
esquema)
2.- control hormomal de la actividad de
la enzima bifuncional PFK-2/F2,6-BF
La actividad de la enzima bifuncional
PFK-2/F2,6-BF está controlada por
acción hormonal, mediante
fosforilación / defosforilación
GLUCONEOG
GLUCONEOG
É
É
NESIS
NESIS
Y GLUCOLISIS:
Y GLUCOLISIS:
regulaci
regulaci
ó
ó
n
n
coordinada
coordinada
por
por
F
F
-
-
2,6
2,6
-
-
BP
BP
en respuesta a la
en respuesta a la
acci
acci
ó
ó
n hormonal
n hormonal
Glucolisis
Gluconeogénesis
ENZIMA BIFUNCIONAL:
PFK2 y F-2,6-Bpasa
La proteina sin fosforilar: PFK2
La proteina fosforilada: F-2,6-Bfasa
HORMONAS
AMPc
Este activa la PKA que
fosforila y modifica la
actividad de la
ENZIMA BIFUNCIONAL:
Activándo a la F2,6BPasa
y la GLUCONEOGÉNESIS
Ciclo de
Ciclo de
Cori
Cori
:
:
Glucolisis
Glucolisis
m
m
ú
ú
sculo
sculo
+
+
Gluconeog
Gluconeog
é
é
nesis
nesis
h
h
í
í
gado
gado
Músculo
Hígado
Glucosa
2 Lactato
2 Piruvato
2 Lactato
2 Piruvato
Glucosa
El lactato que se produce en el
músculo, a causa de la
glucolisis anaerobia, se
traslada vía sangre hasta el
hígado, que lo aprovecha como
sustrato gluconeogénico.
Este reequilibrio cuesta energía
(4 ATP) pero permite al hígado
aportar glucosa al músculo
siempre que la necesite.
Carl Ferdinand Cori y Gerty R. Cori (Nobel Prize, 1947)
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