Metabolismo (parte I): Del glucógeno a piruvato.

Índice de reacciones:

Glucólisis

Reacción 1: Catálisis por hexoquinasa (enzima).

Estequiometría:

Glucosa + ATP  Glucosa-6-fosfato + ADP

Reacción global:

Intermedios de reacción:

Lo que sucede durante la reacción global es la formación de un intermedio de reacción que se desplazará hacia el producto final. A nivel teórico, encaja partir del hecho que el grupo fosfato pierde un ión hidroxilo (OH) gracias a la enzima hexoquinasa para unirse al O del sexto carbono. Para que el grupo OH no quede suelto elevando el pH y la carga del O anterior se equilibre, se desprende un H del último átomo para formar agua finalmente neutralizando el OH y dejando al último compuesto ya formado.

DGº= -16.7 kJ/mol

Reacción 2:

Estequiometría:

Glucosa-6-fosfato  Fructosa-6-fosfato

Reacción global:

Intermedios:

&

DGº= 1.7 kJ/mol

Reacción 3: Catálisis por fosfofructoquinasa.

Estequiometría:

Fructosa-6-fosfato + ATP  Fructosa-1,6-bifosfato + ADP

Reacción global:

Intermediarios:

El proceso es el mismo que se da en la reacción 1 ayudado por una enzima diferente, la fosfofructoquinasa. La enzima permite liberar un grupo fosfato del ATP para sin su OH para que se pueda unir al O pero esta vez del C1. Se desprende nuevamente el H del C1 para formar H2O y así se forma un producto final doblemente fosforilado.

DGº: -14.2 kJ/mol

Reacción 4:

Estequiometría:

Fructosa-1,6-bifosfato  Dihidroxiacetona-fosfato + Gliceraldehído-3-fosfato

Reacción global:

Intermediarios:

La fructosa1,6bifosfatose rompe en dos partes iguales a esqueleto de C. La primera parte, que da lugar a la dihidroxiacetona acaba con su tercer carbono en forma de carboanión ya que conserva el electrón compartido con el C inmediatamente continuo en la fructosa. El origen del gliceraldehido pierde su electrón en el C1 que nuevamente recibe otro de proviene del OH al que se halla unido cuando el H se desprende y se crea un doble enlace CO. El H anterior será recibido por el carboanión de la dihidroxiacetona. La primera figura de las siguientes corresponde al anión de la dihidroxiacetona mientras que la segunda es el carbocatión del gliceraldehido.

DGº: 23.8 kJ/mol

Reacción 5: Isomerización

Estequiometría:

Dihidroxiacetona-fosfato  Gliceraldehído-3-fosfato

Reacción global:

Intermedios:

A partir de este punto la reacción solo puede proceder tomando como compuesto el gliceraldehido de forma que la dihidroxiacetona es isomerizada por una enzima que invierte el orden de los C, se trata pues de una isomería constitucional, llamada triosa fosfato isómerasa.

DGº: 7.5 kJ/mol

Reacción 6: Gliceraldehido 3P deshidrogenasa.

Estequiometría:

Gliceraldehído-3-fosfato+ Pi + NAD +

1,3-Bisfosfoglicerato+ NADH + H+

Reacción global:

Intermedios:

No es fiable calcular un compuesto intermedio con la química orgánica convencional ya que es un proceso que se da en diferentes pasos con ayuda de una enzima. El grupo aldehído se oxida mientras el NAD+ se reduce a NADH y se traspasa un grupo fosfato. Toda la reacción es catalizada por la enzima gliceraldehido3Pdeshidrogenasa.

DGº: 6.3 kJ/mol

Reacción 7: Fosfoglicerato quinasa.

Estequiometría:

1,3-Bisfosfoglicerato+ ADP

3-Fosfoglicerato+ ATP

Reacción global:

Intermedios:

Es un claro de ejemplo de reacción favorable, que hace igualmente favorable el acoblamiento a la anterior. La denominada fosforilación a nivel de sustrato, u obtener ATP sin O2, es un

ejemplo de esta reacción. El compuesto inicial pierde un grupo fosfato que se une a un ADP para dar lugar a ATP.

DGº: -18.5 kJ/mol

Reacción 8: Fosfoglicerato mutasa.

Estequiometría:

3-Fosfoglicerato 2-Fosfoglicerato

Reacción global:

Intermedio:

DGº: 4.4 kJ/mol

Reacción 9: Enolasa

Estequiometría:

2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato +H2O

Reacción global:

Intermedios:

Se elimina una molécula de H20 formada por un H del C2 y el ión hidroxilo del C3 de forma que la enzima enolasa facilita la formación de dobles enlaces con el par de electrones sobrantes.

Similar al compuesto anterior pero sin H asociado a ningún O sería el compuesto intermedio donde se representa la ausencia de H en C2 y OH en C3.

DGº: 7.5 kJ/mol

Reacción 10: Piruvato quinasa.

Estequiometría:

Fosfoenolpiruvato Piruvato

Reacció global:

Intermedios:

Pérdida de un grupo fosfato para dar un ATP más captación de un H para equilibrar cargas.

DGº: -31.4 kJ/mol

Índice de compuestos representado con modelos moleculares:

1. Glucosa

2. Glucosa 6P:

3. Fructosa1,6bifosfato.

4. Dihidroxiacetona y Gliceraldehido.

5. 1,3bifosfoglicerato

6. 3 Fosfoglicerato:

7. Piruvato: