REGULACIÓN DE LA GLUCOLISIS Study online at quizlet.com/_19uhsg 1.
GLUCOLISIS:
Conjunto de diez reacciones que transforma la glucosa en dos moléculas de piruvato. Es una ruta muy conectada con otras rutas. Se produce tanto en condiciones aerobias como anaerobias. Es la única fuente de energía para los glóbulos rojos. 2.
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Es un enzima alostérico inhibido por su producto final, la glucosa 6 - fosfato. Activación: ATP/AMP bajo (= poca cantidad de ATP) Inhibición: ATP/AMP alto (= mucha cantidad de ATP) Localización: 10q22.1 Enfermedades asociadas: anemias hemolíticas y neuropatías. (en la imagen HK-2) 5.
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Por TRANSPORTE ACTIVO (antiporte con Na). P.ej. túbulos renales e intestino. 3.
ISOFORMAS DE LAS HEXOQUINASAS: Hay cinco (recientemente se ha descubierto la quinta). Las hexoqinasas I a III se encuentran en todos los tejidos. La hexoquinasa IV o glucoquinasa, se encuentra en hígado y células beta del páncreas. Adaptada a las funciones peculiares que tienen estos dos tejidos en relación con el metabolismo de la glucosa.
TRANSPORTE DE GLUCOSA (membrana):
Por difusión facilitada, GLUT - Hay 14 - Diferentes tipos según tejidos. - GLUT 2: transporta en ambos sentidos. En hígado, riñón. y células beta del páncreas. Baja afinidad. Muy eficaz, por eso la [glucosa] sanguínea está prácticamente equilibrada con la del hígado. - GLUT 1: ERITROCITOS y barrera hematoencefálica. - GLUT 3 - encéfalo, gran afinidad por la gran demanda de este tejido. - GLUT 4 - músculo y adiposo. Depende de insulina
HEXOQUINASA: características de su regulación.:
ADAPTACIONES DE LAS HEXOQUINASAS:
Hexoquinasas I-III Baja Km (=elevada afinidad) y baja Vm. Funciona a concentraciones muy bajas pero se satura pronto. Son las que se encuentran en los tejidos en general que no suelen alcanzar grandes concentraciones de glucosa intracelulares. Inhibida por su producto.
ENZIMAS DE CONTROL DE LA GLUCOLISIS: Hexoquinasa (isoformas) - Fosfofructoquinasa (principal. Relación con fructosa 1,6 bp y enzima bifuncional fosfofructoquinasa-2 y fructosa bifosfatasa - Piruvatoquinasa. (enfermedad: anemias hemolíticas)
Hexoquinasa IV (glucoquinasa) Alta Km (= baja afinidad) y alta Vm. Funciona a concentraciones altas de glucosa. No es inhibida por su producto. En hígado que interesa que funcione sólo cuando hay altas concentraciones de glucosa para que su producto la glucosa 6-P vaya hacia la síntesis de glucógeno. También en células beta del páncreas.
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FOSFOFRUCTOQUINASA (PFK-1):
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ACCIÓN DEL ENZIMA BIFUNCIONAL PFK-2/FBP-2:
Idea 1: - Si fosforilada PFK-2 inactiva/FBP-2 activa - Si desfosforilada PFK-activa / FBP-2 inactiva Idea 2: PFK-2 produce fructosa 2,6-bisfosfato que activa PFK-1 -> se activa glucolisis
Es el enzima alostérico más sensible en la regulación de la vía glucolítica. Consta de cuatro subunidades. Se localiza en 21q22.1 Cataliza el paso de fuctosa 6-P a fructosa 1,6 bP con una salto de energía libre de -14,2 kJ/mol (Irreversible) 8.
Efecto bajo nivel glucagón: no hay transducción de señal y no se activa la Adenilato ciclasa. Disminuyen los niveles de AMPc intracelulares --> disminuye acción de proteína quinasa A --> la PFK se desfosforila activándose --> se forma fructosa 2,6 -dp y se activa PFK-1
ACTIVADORES / INHIBIDORES DE LA PFK-1: 11.
ACCIÓN DEL GLUCAGÓN SOBRE LA PIRUVATO QUINASA (sólo en hígado) Y SOBRE PFK-2:
ACTIVADORES: AMP ( ADP) / 2,6-fructosa-bisfosfato INHIBIDORES ATP / Citrato / 9.
REGULACIÓN HORMONAL DE LA PFK-1 y la PK
Vía transducción de señales mediante proteínas G y adenilato ciclasa.
(piruvato quinasa). Aspectos en común: 12.
REGULACIÓN DE LA PIRUVATO QUINASA: EN TODOS LOS TEJIDOS: - Inhibición por ATP, acetilCoA, alanina (que puede formarse a partir del piruvato) y ácidos grasos de cadena larga. - Activación: es un caso de retroalimentación positiva (activación anterógrada) ya que la FRUCTOSA 1,6 bp, el producto de la fosfofructoquinasa, activa la PK. Conclusión: a mayor actividad de PFK-a mayor actividad de PK EN EL CASO DE LA ISOZIMA DEL HÍGADO: Inhibición por GLUCAGÓN. Se produce una aumento de AMPc que provoca la fosforilación de la PK hepática inactivándola.
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Ambos enzimas son activadas por la insulina e inhibidas por el glucagón. En ambos casos el glucagón provoca un proceso de transducción de señales que termina con fosforilaciones de enzimas reguladoras: en el caso de la PFK-1 interviniendo en la fosforilación del enzima bifuncional y en el caso de la PK actuando sobre la propia PK en el hígado.
DISTINTO EFECTO DE AUMENTO DE AMPc en HÍGADO y MÚSCULOS en la GLUCOLISIS: En el HÍGADO: aumento de AMPc por glucagón inhibe la glucolisis En el MÚSCULO: aumento de AMPc por adrenalina activa la glucolisis y la glucógenolisis para una mayor actividad muscular.
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ANEMÍA HEMOLÍTICA (fundamentalmente por inhibición de la glucolisis por errores en PK, hexoquinasa, etc): Los eritrocitos por no tener orgánulos sólo producen ATP vía glucolisis. Necesitan ATP para mantener su forma bicóncava que es estable y les permite atravesar los capilares estrechos. Si no tienen la forma adecuada se rompen.
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(ampliación 1) - REGULACIÓN ESPECIAL DE LA GLUCOQUINASA por la fructosa 6 P:
El producto de la glucoquinasa (Hexoquinasa IV) tras una posterior isomerización, la fructosa 6-P, favorece la unión de la GK a una proteína que la secuestra y la introduce en el núcleo en dónde no puede llevar a cabo su reacción. Cuando hay mucha glucosa en el interior del hepatocito se libera la GK de su proteína reguladora y vuelve al citosol. 16.
¿QUÉ SON ISOZIMAS? (o isoformas): Son enzimas que llevan a cabo la misma función en diferentes tejidos. Suelen tener una secuencia de aminoácidos parecida pero no idéntica lo que indica que comparten un origen evolutivo común. Ejemplos: hexoquinasas, lactato deshidrogenasa.
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¿Por qué la regulación de los enzimas hepáticos es diferente a la del resto de los tejidos?: Porque el resto de los tejidos utilizan la glucosa exclusivamente para producir ATP, mientras que le hígado se encarga más bien de mantener la HOMEOSTASIS de la glucosa almacenándola en forma de glucógeno cuando hay exceso liberándola cuando falta. Su regulación asegura que cuando los niveles de glucosa son bajos el hígado no la use para su propio consumo permitiendo que llegue al resto de los tejidos.
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ESQUEMA DE LAS FLASHCARDS:
Esto es lo tienes que saber y tener claro en el tema. Consejo: intégralo con la regulación de la gluconeogénesis y el metabolismo del glucógeno.