GLUCOLISIS
● En el curso de esta vía, una molécula de glucosa es desdoblada en dos de piruvato y
se produce energía utilizable. El proceso puede cumplirse en ausencia de oxígeno
(anaerobiosis). En seres aerobios, la glucólisis constituye la primera parte del
catabolismo de glucosa. Sin embargo, en organismos aerobios cuando un tejido
funciona con insuficiente provisión de oxígeno, por ejemplo en el músculo esquelético
durante un ejercicio brusco e intenso, el piruvato es convertido en lactato como en la
fermentación láctica.
● Todas las enzimas involucradas se encuentran en el citosol, razón por la cual la
glucólisis se cumple íntegramente en el citoplasma de las células.
● Si bien la glucólisis es una vía esencialmente catabólica, genera metabolitos utilizados
para diversas síntesis. entre ellos a) dihidroxiacetonafosfato, a partir de la cual se forma
glicerol-3-fosfato, intermediario en ja síntesis de triacilgliceroles y fosfolípidos; b)
1.3-bisfosfoglicerato, precursor de 2.3-bisfosfoglicerato, modulador de hemoglobina; c)
piruvato, convertible en alanina por transaminación.
ETAPAS DE LA VIA
1. Formación de glucosa-6-fosfato: la utilización de glucosa exige, como etapa inicial
obligatoria, su fosforilación en el carbono 6. En hígado, la hexoquinasa IV o glucoquinasa
es la enzima responsable de fosforilar la glucosa en el carbono 6, enzima de baja
afinidad, sólo actúa cuando los niveles de glucosa son elevados. En los otros tejidos la
glucosa es fosforilada en el carbono 6 por la hexoquinasa. La reacción es irreversible.
Regulación*:
- Glucoquinasa: inducida genicamente por insulina.
- Hexoquinasa: regulada por sustrato y productos. Regulada positivamente
por la glucosa y negativamente por la Glucosa-6-fosfato
2. Formación de fructosa-6-fosfato: por un proceso de isomerización, la glucosa-6-fosfato
es convertida en fructosa-6-fosfato (F-6-P). La reacción, fácilmente reversible, es
catalizada por fosfoglucoisomerasa en ambos sentidos. La fosfoglucoisomerasa
requiere iones Mg o Mn.
3. Fosforilación de fructosa-6-fosfato: la fructosa-6-fosfato es fosforilada en el carbono 1
y se transforma en fructosa-1,6-bisfosfato (F-1,6- bisP). La reacción exige la
transferencia de un grupo fosforilo cedido por ATP. Cataliza esta transformación la
fosfofructoquinasa, en presencia de iones Ma2+. La reacción, esencialmente
irreversible. La fosfofructoquinasa es la enzima marcapaso de la via, es una enzima
alostérica cuya actividad es modulada por distintos efectores.
+ activada por AMP, ADP, NAD*, amonio* y fructosa 2.6-bisfosfato(solo en hígado).
- inhibida por ATP, NADH*, H+* y citrato.
,- La enzima responsable de producir el producto fructosa 2.6-bisfosfato es la
Fosfofructoquinasa 2(FFK2), por medio de la fosforilación de la fructosa-6-BP en el carbono
2. La FFK2 está regulada de manera covalente*:
+ Inducida covalentemente por insulina por medio de la fosfatasas*.
- Inhibida covalentemente por el glucagón por medio de la pka*.
- La fructosa 2.6-bisfosfato estimula la glucólisis hepática en postingesta y inhibe la
gluconeogénesis en el higado, es bifuncional*.
4. Formación de triosas-fosfato: fructosa 1,6-bisfosfato es escindida en dos triosas
fosfato, gliceraldehído-3-fosfato (G3P) y dihidroxiacetonafosfato (DHAP). La reacción
es catalizada en ambos sentidos por una liasa, la aldolasa A.
5. Interconversión de triosas-fosfato: De las dos triosas-fosfato producidas en la reacción
anterior, sólo D-gliceraldehído-3-fosfato continúa directamente la vía metabólica. La
DHAP también sigue el camino de la glucólisis, pero para ello debe ser transformada en
G3P. Por esta razón, se considera que cada molécula de glucosa da lugar a dos
moléculas de G3P. Esto es posible gracias a la conversión reversible de las triosas por
acción de triosa-fosfato isomerasa.
6. Oxidación y fosforilación del gliceraldehído-3-fosfato: en ella se produce
deshidrogenación del gliceraldehído. La energía liberada es utilizada para introducir otro
fosfato (P,) del medio y formar 1,3-bisfosfoglicerato. La reacción es catalizada por
gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa, oxidorreductasa que utiliza NAD como
coenzima.
7. Fosforilación a nivel de sustrato: el fosfato de alta energía es transferido de
1,3-bisfosfoglicerato a ADP, por acción de fosfogliceratoquinasa se produce
3-fosfoglicerato y ATP. Las reacciones 6 y 7 sumadas resultan reversibles en las
condiciones de la célula. El potencial de transferencia de fosforilo del fosfato de acilo
permite la formación de ATP. Es ésta una fosforilación a nivel de sustrato y la primera
reacción de la glucólisis en la cual hay conservación de energía.
8. Formación de 2-fosfoglicerato: el 3-fosfoglicerato es convertido en 2-fosfoglicerato
por transferencia intramolecular del fosforilo. Esta reacción es catalizada, en ambos
sentidos, por fosfoglicerato mutasa en presencia de Mg2+.
9. Formación de fosfoenolpiruvato: se produce una deshidratación y redistribución
intramolecular en el 2-fosfoglicerato para generar un compuesto rico en energía, el
fosfoenol-piruvato. Cataliza esta reacción reversible la enolasa.
10. Segunda fosforilación a nivel de sustrato: el fosfoenolpiruvato tiene potencial de
transferencia suficiente para ceder fosfato a ADP y formar ATP. La reacción es
catalizada por piruvato quinasa y necesita ¡iones Mg2+ o Mn2+. El catión K+ tiene un
efecto activador sobre esta enzima. El enolpiruvato resultante se transforma
espontáneamente en piruvato. *La enzima piruvato kinasa tiene triple regulación.*
, Alostérica*:
+ Fructosa-1,6-BP, Ca2+, NAD, ADP.
- ATP, NADH, H+, Alanina.
Covalente*:
+ Desfosforilada y activa por insulina.
- Fosforilada y inhibida por glucagon.
Génica*:
+ Inducida genicamente por insulina
11. Formación de lactato: el piruvato formado puede seguir distintos caminos. Cuando la
disponibilidad de oxígeno es escasa o nula (anaerobiosis), el piruvato es reducido a
lactato por acción de la lactato deshidrogenasa, enzima que utiliza NAD como coenzima.
El proceso es fácilmente reversible. En ausencia o deficiencia de oxígeno, el NADH
formado durante la oxidación del gliceraldehído-3-fosfato (reacción 6) no puede oxidarse
a NAD cediendo sus equivalentes de reducción a la cadena respiratoria, pues ésta no
funciona (en aerobiosis, esa transferencia se realiza por vía indirecta, a través de
lanzaderas).
BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCÓLISIS
● Hay dos etapas en las cuales se consume ATP. Un mol de glucosa requiere uno de ATP
en la fosforilación inicial para formar G-6-P y otro mol en la segunda fosforilación de
fructosa-6-fosfato a fructosa-1.6- bisfosfato.
● En la segunda fase de la glucólisis, dos etapas producen ATP por fosforilación a nivel
de sustrato. Son las reacciones catalizadas por fostogliceratoquinasa y piruvatoquinasa.
● El rendimiento por mol de glucosa es de 4 moles de ATP. El balance final de la
glucólisis es una ganancia neta de 2 moles de ATP, porque produce 4, pero utiliza 2.
!!! Las informaciones que contienen “*” no se encuentran en el libro.!!!
● En el curso de esta vía, una molécula de glucosa es desdoblada en dos de piruvato y
se produce energía utilizable. El proceso puede cumplirse en ausencia de oxígeno
(anaerobiosis). En seres aerobios, la glucólisis constituye la primera parte del
catabolismo de glucosa. Sin embargo, en organismos aerobios cuando un tejido
funciona con insuficiente provisión de oxígeno, por ejemplo en el músculo esquelético
durante un ejercicio brusco e intenso, el piruvato es convertido en lactato como en la
fermentación láctica.
● Todas las enzimas involucradas se encuentran en el citosol, razón por la cual la
glucólisis se cumple íntegramente en el citoplasma de las células.
● Si bien la glucólisis es una vía esencialmente catabólica, genera metabolitos utilizados
para diversas síntesis. entre ellos a) dihidroxiacetonafosfato, a partir de la cual se forma
glicerol-3-fosfato, intermediario en ja síntesis de triacilgliceroles y fosfolípidos; b)
1.3-bisfosfoglicerato, precursor de 2.3-bisfosfoglicerato, modulador de hemoglobina; c)
piruvato, convertible en alanina por transaminación.
ETAPAS DE LA VIA
1. Formación de glucosa-6-fosfato: la utilización de glucosa exige, como etapa inicial
obligatoria, su fosforilación en el carbono 6. En hígado, la hexoquinasa IV o glucoquinasa
es la enzima responsable de fosforilar la glucosa en el carbono 6, enzima de baja
afinidad, sólo actúa cuando los niveles de glucosa son elevados. En los otros tejidos la
glucosa es fosforilada en el carbono 6 por la hexoquinasa. La reacción es irreversible.
Regulación*:
- Glucoquinasa: inducida genicamente por insulina.
- Hexoquinasa: regulada por sustrato y productos. Regulada positivamente
por la glucosa y negativamente por la Glucosa-6-fosfato
2. Formación de fructosa-6-fosfato: por un proceso de isomerización, la glucosa-6-fosfato
es convertida en fructosa-6-fosfato (F-6-P). La reacción, fácilmente reversible, es
catalizada por fosfoglucoisomerasa en ambos sentidos. La fosfoglucoisomerasa
requiere iones Mg o Mn.
3. Fosforilación de fructosa-6-fosfato: la fructosa-6-fosfato es fosforilada en el carbono 1
y se transforma en fructosa-1,6-bisfosfato (F-1,6- bisP). La reacción exige la
transferencia de un grupo fosforilo cedido por ATP. Cataliza esta transformación la
fosfofructoquinasa, en presencia de iones Ma2+. La reacción, esencialmente
irreversible. La fosfofructoquinasa es la enzima marcapaso de la via, es una enzima
alostérica cuya actividad es modulada por distintos efectores.
+ activada por AMP, ADP, NAD*, amonio* y fructosa 2.6-bisfosfato(solo en hígado).
- inhibida por ATP, NADH*, H+* y citrato.
,- La enzima responsable de producir el producto fructosa 2.6-bisfosfato es la
Fosfofructoquinasa 2(FFK2), por medio de la fosforilación de la fructosa-6-BP en el carbono
2. La FFK2 está regulada de manera covalente*:
+ Inducida covalentemente por insulina por medio de la fosfatasas*.
- Inhibida covalentemente por el glucagón por medio de la pka*.
- La fructosa 2.6-bisfosfato estimula la glucólisis hepática en postingesta y inhibe la
gluconeogénesis en el higado, es bifuncional*.
4. Formación de triosas-fosfato: fructosa 1,6-bisfosfato es escindida en dos triosas
fosfato, gliceraldehído-3-fosfato (G3P) y dihidroxiacetonafosfato (DHAP). La reacción
es catalizada en ambos sentidos por una liasa, la aldolasa A.
5. Interconversión de triosas-fosfato: De las dos triosas-fosfato producidas en la reacción
anterior, sólo D-gliceraldehído-3-fosfato continúa directamente la vía metabólica. La
DHAP también sigue el camino de la glucólisis, pero para ello debe ser transformada en
G3P. Por esta razón, se considera que cada molécula de glucosa da lugar a dos
moléculas de G3P. Esto es posible gracias a la conversión reversible de las triosas por
acción de triosa-fosfato isomerasa.
6. Oxidación y fosforilación del gliceraldehído-3-fosfato: en ella se produce
deshidrogenación del gliceraldehído. La energía liberada es utilizada para introducir otro
fosfato (P,) del medio y formar 1,3-bisfosfoglicerato. La reacción es catalizada por
gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa, oxidorreductasa que utiliza NAD como
coenzima.
7. Fosforilación a nivel de sustrato: el fosfato de alta energía es transferido de
1,3-bisfosfoglicerato a ADP, por acción de fosfogliceratoquinasa se produce
3-fosfoglicerato y ATP. Las reacciones 6 y 7 sumadas resultan reversibles en las
condiciones de la célula. El potencial de transferencia de fosforilo del fosfato de acilo
permite la formación de ATP. Es ésta una fosforilación a nivel de sustrato y la primera
reacción de la glucólisis en la cual hay conservación de energía.
8. Formación de 2-fosfoglicerato: el 3-fosfoglicerato es convertido en 2-fosfoglicerato
por transferencia intramolecular del fosforilo. Esta reacción es catalizada, en ambos
sentidos, por fosfoglicerato mutasa en presencia de Mg2+.
9. Formación de fosfoenolpiruvato: se produce una deshidratación y redistribución
intramolecular en el 2-fosfoglicerato para generar un compuesto rico en energía, el
fosfoenol-piruvato. Cataliza esta reacción reversible la enolasa.
10. Segunda fosforilación a nivel de sustrato: el fosfoenolpiruvato tiene potencial de
transferencia suficiente para ceder fosfato a ADP y formar ATP. La reacción es
catalizada por piruvato quinasa y necesita ¡iones Mg2+ o Mn2+. El catión K+ tiene un
efecto activador sobre esta enzima. El enolpiruvato resultante se transforma
espontáneamente en piruvato. *La enzima piruvato kinasa tiene triple regulación.*
, Alostérica*:
+ Fructosa-1,6-BP, Ca2+, NAD, ADP.
- ATP, NADH, H+, Alanina.
Covalente*:
+ Desfosforilada y activa por insulina.
- Fosforilada y inhibida por glucagon.
Génica*:
+ Inducida genicamente por insulina
11. Formación de lactato: el piruvato formado puede seguir distintos caminos. Cuando la
disponibilidad de oxígeno es escasa o nula (anaerobiosis), el piruvato es reducido a
lactato por acción de la lactato deshidrogenasa, enzima que utiliza NAD como coenzima.
El proceso es fácilmente reversible. En ausencia o deficiencia de oxígeno, el NADH
formado durante la oxidación del gliceraldehído-3-fosfato (reacción 6) no puede oxidarse
a NAD cediendo sus equivalentes de reducción a la cadena respiratoria, pues ésta no
funciona (en aerobiosis, esa transferencia se realiza por vía indirecta, a través de
lanzaderas).
BALANCE ENERGÉTICO DE LA GLUCÓLISIS
● Hay dos etapas en las cuales se consume ATP. Un mol de glucosa requiere uno de ATP
en la fosforilación inicial para formar G-6-P y otro mol en la segunda fosforilación de
fructosa-6-fosfato a fructosa-1.6- bisfosfato.
● En la segunda fase de la glucólisis, dos etapas producen ATP por fosforilación a nivel
de sustrato. Son las reacciones catalizadas por fostogliceratoquinasa y piruvatoquinasa.
● El rendimiento por mol de glucosa es de 4 moles de ATP. El balance final de la
glucólisis es una ganancia neta de 2 moles de ATP, porque produce 4, pero utiliza 2.
!!! Las informaciones que contienen “*” no se encuentran en el libro.!!!
