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UNIDAD 3 HORA 5 y 6 Profesora Miledys A. Oviedo Sosa Julio 2014 Parte I. metabolismo oxidativo

HORA 5 y 6 U3 Julio 2014-Oxidacion Piruvato

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UCV-FCV Bioquímica Unidad IV Ciclo del Ácido Cítrico, Oxidación del Piruvato, Cadena Respiratoria Seminarios 1er año Veterinaria UCV

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UNIDAD 3HORA 5 y 6Profesora Miledys A. Oviedo SosaJulio 2014Parte I. metabolismo oxidativoObjetivo especfico 4ContenidoDescribir las principales fuentes y destinos del Acetil coenzima ADescribir mecanismo de degradacin del Piruvato hasta AcetilCoAEsquema sobre el origen y destino del piruvato y del acetil-coenzima A.Descarboxilacin oxidativa del piruvato. Reacciones y regulacin.DOS HORAS

MAOS-1Degradacin de las molculas nutritivas, polisacridos, lpidos protenas.Ciclo de KrebsNutrientesProtenasPolisacridosLpidos (TAG)AMINOCIDOSGLUCOSAACIDOSGRASOSGluclisisPiruvatoACETIL COAPoder reductorPoder reductorPoder reductorCO2 + H20-oxidacinDesanimacin yOxidacinMAOS-5Hidrlisis de las macromolculas hasta sus subunidades.Diagrama integrado con la vas metablicas que son fuentes y destinos del Acetil CoA

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MAOS-6ESQUEMA DE LAS VIAS PARA EL CATABOLISMO (ROJO) DE LIPIDOS, CARBOHIDRATOS YPROTEINAS El Acetil-CoA es el producto comn de la degradacin de los principales combustibles metablicos (Polisacridos, cidos grasos y protenas).

Funciona como transportador de acetilo y otros grupos acilo. El grupo acetilo es degradado a CO2 y H20 va el ciclo del cido ctrico y la fosforilacin oxidativaEl grupo acetilo puede ser utilizado para la sntesis de cidos grasos y molculas esteroides .

El Acetil-CoA es un compuesto de alta energa. El G para la hidrlisis de su enlace tioster es de 31.5kJ/mol, lo que hace a la reaccin un poco ms exergnica que la hidrlisis del ATP (1 kJ /mol). Acetil-CoA MAOS-2PRECURSORES GENERALES DE ACETIL CoAMAOS-3DESTINOS Del ACETIL CoASntesis de colesterolMAOS-4COENZIMA ASe abrevia como CoASH , o CoA.Su estructura qumica:

-SH grupo funcional reactivo de la CoAMAOS-6Acetil CoAMolcula compuesta por dos (2) tomos decarbono, que forman el grupo acetilo el cual se une a una molcula de CoA. CH3CSCoAOGRUPOACETILMolcula de Coenzima AEstructura qumica del Acetil CoA (abreviada)

MAOS-7GRUPO ACIL10

Estructura qumica del Acetil -CoA (completa)La CoA acta como aceptor y dador de un grupo aciloMAOS-8

Los derivados de la CoA, NO se transportan libremente a travs de las membranas celulares, por tanto se requiere de mecanismos de transporte para que puedan ser transferidos a travs de membranas MAOS-9Fuentes y destinos del PiruvatoGLUCOSAPIRUVATOLactato OxalacetatoAcetil CoAAlaninaTransaminacin Carboxilacin DescarboxilacinoxidativaReduccinGliclisis Oxidacin Alanina y otros aminoacidos glucogenicosEl piruvato es el producto de lagluclisis, la deshidrogenacin del lactato y la ruptura de ciertosaminocidos glucognicos. Este metabolito puede seroxidativamentedescarboxilado para formaracetil-CoA, por ello sus tomos pueden destinarse a lasntesisuoxidacin de cidos grasos. Alternativamente, puede sercarboxilado(reaccin de la piruvatocarboxilasa) para formar oxaloacetato, el cual se integra alciclo del cido ctricoo entra a lagluconeognesisva fosfoenolpiruvato (rodeando un paso irreversible de la gluclisis). El piruvato es por tanto precursor de muchos aminocidos y glucosa.

13ESTRUCTURA QUMICA DEL PIRUVATOMOLCULA DE TRES (3) TOMOS DE CARBONO , CON UN GRUPO CETNICO EN EL CARBONO 2 O CARBONO ALFA , EN LOS EXTREMOS CONTIENE UN GRUPO CIDO CARBOXILICO, Y UN GRUPO METILO. ES UN - CETOCIDOCIDO PIRVICO PIRUVATOCH3COCOOHCH3COCOO -123+ H+En que parte de la clula se produce el piruvato y el acetil CoA?

En que parte de la clula se degrada el piruvato y el acetil CoA?

Dibujo: Partes de una mitocondriaEspacio intermembranal

Mitocondria vista al microscopio electrnico Tarea:Buscar caractersticas de la membrana mitocondrial externa y de laMembrana mitocondrial interna

CITOSOLMITOCONDRIACondiciones aerbicasDESCARBOXILACIN OXIDATIVA DEL PIRUVATO

Reaccin general:Piruvato + NAD+Acetil-CoA+ NADH+ H+ + CO2+ CoASHGo = - 33,4 kJ/molcomplejo multienzimtico Piruvato Deshidrogenasa (PDH) Se ubica en la mitocondria

est formado por mltiples copias de tres enzimas:Piruvato deshidrogenasa(E1)Dihidrolipoil transacetilasa (E2)Dihidrolipoil deshidrogenasa (E3) Se les designa de forma colectiva como el complejo piruvato deshidrogenasaComplejo multienzimtico de la Piruvato Deshidrogenasa

Consiste de un numero variado de cadenas polipeptdicas de cada una de las tres enzimas componentes , organizadas en una configuracin espacial regular.

Las enzimas individuales tienen poco movimiento, y los intermediarios metablicos no se disocian libremente, sino que permanecen unidos a las enzimas, pasando de una enzima a otra. Esto incrementa la velocidad de la reaccin y eleva la eficiencia global.el complejo piruvato deshidrogenasa:Los complejos multienzimticos son varias enzimas que catalizan la reaccin operando secuencialmente

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de corazn bovinoejemploFuncin de coenzimas y grupos prostticos de la piruvato deshidrogenasaCoenzima ogrupo prostticoubicacinfuncin1Pirofosfato de tiaminaUnido a E1Reacciona con el sustrato el piruvato2Acido lipoico(grupo prosttico) Unido covalentemente a una Lis de la E2Acepta el hidroxietilo de PPT como grupo acetilo3Coenzima A Libre en solucinAcepta un grupo acetilo del gpo. Lipoamida de la E24FAD(grupo prosttico)

Unido fuertemente a E3Acepta equivalentes de reduccin desde el gpo. Lipoamida reducido5NAD+Libre en solucin Es reducido por FADH2COMPLEJO de la PDHenzimaabrevReaccin catalizadaPiruvato deshidrogenasaE1Descarboxilacin oxidativa del piruvatoDihidrolipoamidatransacetilasa (o aciltransferasa)E2Transferencia grupo acetilo a la CoASHDihidrolipoamidadeshidrogenasaE3Regeneracin de la forma oxidada de la lipoamida

Resumen de las reacciones catalizadas por la Piruvato Deshidrogenasa.Descarboxilacin oxidativa del piruvato12345H+E1E2E3Producto 1Producto 2Producto 32Etapas

1.E1, cataliza la unin del piruvato al ppt. El piruvato unido sufre protonacin , se descarboxila (pierde un grupo CO2) y se forma la hidroxietil-ppt. E1 cataliza la oxidacin del grupo hidroxietilo ligado a ppt y se forma un grupo acetilo2. E 1 transfiere el grupo acetilo a la lipoamida oxidada, junto con un tomo de H, formando acetil-lipoamida , quedando libre el ppt, para otro ciclo de reacciones.3. E2 cataliza la transferencia del grupo acetilo desde la aceti- lipoamida a la Coenzima A, formndose AcetilCoA y la lipoamida reducida.4. El FAD unido a E3 capta dos electrones de la lipoamida reducida formndose FADH2, y se regenera lipoamida oxidada 5. E3 transfiere dos electrones del FADH2 al NAD+ formndose NADH y se regenera FAD oxidado. el agente oxidante es el grupo disulfuro de la lipoamida, se produce .esta reaccin es catalizada por E1.

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REGULACIN DE LA ACTIVIDAD DE LA PIRUVATO DESHIDROGENASA (PDH)Regulacin de la Piruvato Deshidrogenasa

quinasafosfatasa++Ca2+CoASHPiruvato + CoASH + NAD+Acetil-CoA + NADH + CO2PDH++Regulacin de la PDH por modificacin alostrica= inhibe+= activa ATPAcetilCoANADHRegulacin de la PDH por modificacin alostricaresumen:inhiben a la PDHactivan a la PDH ADPCoASHNAD+Efectores alostricos negativosEfectores alostricos positivosPDH + ATPPDH-P + ADPquinasaRegulacin de la PDH por modificacin covalente reversible por fosforilacin y desfosforilacin de la PDH.(activa)(inactiva)1. Inactivacin de la PDH por fosforilacinATPAcetil CoA+PiruvatoNAD+fosfatasaPDH-P + H20PDH + Pi(activa)(inactiva)2. Activacin de la PDH por desfosforilacinCalcio+Aumento de la concentracin de ionesCalcio (Ca2+) incrementan la actividadde la fosfatasa con lo cual se activa la PDH

Enfermedades

Deficit vit B1Beriberi , enfermedad neurolgica

Felices vacaciones!

Al regreso practica 1 de la unidad 3 (horas 1,2,3,y4)