Transcript METABOLISMO DEL PIRUVATO

METABOLISMO DEL PIRUVATO
• En los organismos anaerobios o en las
células aerobias que están realizando
unas tasas de glucólisis muy elevadas, el
NADH generado en la glucólisis no puede
reoxidarse en las mitocondrias.
• Cuando es esta la situación el NADH se
utiliza para impulsar la reducción de un
sustrato orgánico que es el propio
piruvato.
1.- Microorganismos anaerobios
El
piruvato
tiene
numerosos
destinos
alternativos en los microorganismos anaerobios:
Fermentación del ácido láctico y Fermentación
alcohólica levadura
Fermentación Láctica
piruvato + NADH + H+-------> ácido láctico + NAD+
Glucosa + 2ADP + 2Pi  2 Lactato + 2ATP + 2H2O
•Se produce en bacterias (bacterias lácticas), también en algunos
protozoos y en el músculo esquelético humano.
•Es responsable de la producción de productos lácteos acidificados --->
yoghurt, quesos, crema ácida, etc.
Fermentación Alcohólica
piruvato --------> acetaldehido + CO2
acetaldehido + NADH + H+ -------> etanol + NAD+
Glucosa + 2ADP + 2Pi + 2H+  2 Etanol + 2CO2 + 2ATP + 2H2O
•Se lo encuentra en levaduras , hongos y algunas bacterias.
•La fermentación alcohólica es la base de las siguientes aplicaciones en
la alimentación humana: pan, cerveza, vino y otras.
2.- Microorganismos aerobios
El metabolismo oxidativo se puede subdividir en
tres etapas:
• Generación de un fragmento activado de dos
carbonos Acetil-CoA
• Oxidación de estos dos átomos de carbono en
el ciclo del ácido cítrico
• Transporte electrónico y la fosforilación
oxidativa, en donde los transportadores
electrónicos reducidos que se generan en el
ciclo, vuelven a oxidarse junto con la síntesis de
ATP
ETAPA 1. Oxidación del piruvato
El piruvato difunde hasta la matriz de la
mitocondria, cruzando ambas membranas.
Dentro
de
la
mitocondria,
este
es
descarboxilado por oxidación a Acetil-CoA.
Coenzima A
Enzima piruvato deshidrogenasa
E1 = piruvato deshidrogenasa
E2 = dihidrolipoil transacetilasa
E3 = dihidrolipoil deshidrogenasa
• Inhibido por ATP
• Inhibido por acetil–Co A y NADH (productos)
• Inhibido por la fosforilación de E1 (piruvato deshidrogenasa).
• Activada por la desfosforilación de E1.
• Activada por AMP y NAD+
ETAPA 2. Ciclo del ácido cítrico
Este ciclo actúa en dos fases
principalmente:
• Fase 1. Introducción y perdida de dos
átomos de carbono
• Fase 2. Regeneración del oxalacetato
El punto de partida es Acetil-CoA,
obteniéndose CO2 y transportadores de
electrones reducidos (NADH y FADH2).
Fase 1:
1. Introducción de dos átomos de
carbono en forma de Acetil-CoA
2. Isomerización del citrato
3. Generación de CO2 por
deshidrogenasa ligada a NAD+
una
4. Generación de un segundo CO2 por un
complejo multienzimático.
Fase 2:
5. Fosforilación a nivel de sustrato
6. Deshidrogenación dependiente de la
Flavina
7. Hidratación de
carbono-carbono
un
doble
enlace
8. Deshidrogenación que regenera el
oxalacetato
En resumen se tiene que en el ciclo del ácido
cítrico por cada vuelta:
Acetil-CoA + 3H2O + 3NAD+ + FAD + ADP + Pi 
2CO2 + 3NADH + FADH2 + CoA-SH + ATP
Regulación del ciclo de krebs
• Inhibida por ATP, NADH,
succinil-coA.
• Inhibida por citrato (producto)
• Activada por AMP
• Inhibida por ATP
• Activada por ADP
• Inhibida por NADH
• Inhibida por succinil-CoA
(producto)
Si se consideran las tres etapas hasta el momento:
• Glucólisis
Glucosa + 2ADP + 2Pi + 2NAD+  2Piruvato + 2ATP + 2NADH + 2H2O + 4H+
• Complejo piruvato deshidrogenasa
2Piruvato + 2NAD+ + 2CoA-SH  2Acetil-CoA + 2NADH +2CO2
• Ciclo del ácido cítrico (incluyendo la conversión de GTP en
ATP)
2Acetil-CoA + 6H2O + 6NAD+ + 2FAD + 2ADP + 2Pi  4CO2 +
6NADH + 2FADH2 + 2CoA-SH + 2ATP
• Resultado Neto:
Glucosa + 10NAD+ + 2FAD + 4H2O + 4ADP + 4Pi  6CO2 +
10NADH + 4H+ + 2FADH2 + 4ATP