7.5: Glicólisis - Los pasos de la glucólisis que requieren energía

Objetivos de aprendizaje

• Describir los pasos de glucólisis que requieren energía

Primera mitad de la glucólisis (pasos que requieren energía)

En la primera mitad de la glucólisis, se utilizan dos moléculas de adenosina trifosfato (ATP) en la fosforilación de la glucosa, que luego se divide en dos moléculas de tres carbonos como se describe en los siguientes pasos.

Figura\(\PageIndex{1}\): La primera mitad de la glucólisis: inversión: La primera mitad de la glucólisis utiliza dos moléculas de ATP en la fosforilación de la glucosa, que luego se divide en dos moléculas de tres carbonos.

Paso 1. El primer paso en la glucólisis es catalizado por la hexoquinasa, una enzima con amplia especificidad que cataliza la fosforilación de azúcares de seis carbonos. La hexoquinasa fosforila la glucosa usando ATP como fuente del fosfato, produciendo glucosa-6-fosfato, una forma más reactiva de glucosa. Esta reacción evita que la molécula de glucosa fosforilada continúe interactuando con las proteínas GLUT. Ya no puede salir de la célula porque el fosfato cargado negativamente no le permitirá atravesar el interior hidrófobo de la membrana plasmática.

Paso 2. En el segundo paso de la glucólisis, una isomerasa convierte la glucosa-6-fosfato en uno de sus isómeros, la fructosa-6-fosfato. Una enzima que cataliza la conversión de una molécula en uno de sus isómeros es una isomerasa. (Este cambio de fosfoglucosa a fosfofructosa permite la eventual división del azúcar en dos moléculas de tres carbonos).

Paso 3. El tercer paso es la fosforilación de fructosa-6-fosfato, catalizada por la enzima fosfofructoquinasa. Una segunda molécula de ATP dona un fosfato de alta energía a fructosa-6-fosfato, produciendo fructosa-1,6-bisfosfato. En esta vía, la fosfofructoquinasa es una enzima limitante de la velocidad. Es activo cuando la concentración de ADP es alta; es menos activa cuando los niveles de ADP son bajos y la concentración de ATP es alta. Así, si hay ATP “suficiente” en el sistema, la vía se ralentiza. Este es un tipo de inhibición del producto final, ya que el ATP es el producto final del catabolismo de la glucosa.

Paso 4. Los fosfatos de alta energía recién agregados desestabilizan aún más la fructosa-1,6-bisfosfato. El cuarto paso en la glucólisis emplea una enzima, la aldolasa, para escindir 1,6-bisfosfato en dos isómeros de tres carbonos: dihidroxiacetona-fosfato y gliceraldehído-3-fosfato.

Paso 5. En la quinta etapa, una isomerasa transforma la dihidroxiacetona-fosfato en su isómero, gliceraldehído-3-fosfato. Así, la ruta continuará con dos moléculas de un solo isómero. En este punto de la ruta, hay una inversión neta de energía de dos moléculas de ATP en la descomposición de una molécula de glucosa.

Puntos Clave

• Las moléculas de ATP donan grupos fosfato de alta energía durante las dos etapas de fosforilación, la etapa 1 con hexoquinasa y la etapa 3 con fosfofructoquinasa, en la primera mitad de la glucólisis.
• En las etapas 2 y 5, las isomerasas convierten las moléculas en sus isómeros para permitir que la glucosa se divida eventualmente en dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato, que continúa en la segunda mitad de la glucólisis.
• La enzima aldolasa en el paso 4 de la glucólisis escinde el azúcar de seis carbonos 1,6-bisfosfato en dos isómeros de azúcar de tres carbonos, dihidroxiacetona-fosfato y gliceraldehído-3-fosfato.

Términos Clave

• glucosa: un monosacárido simple (azúcar) con una fórmula molecular de C6H12O6; es una fuente principal de energía para el metabolismo celular
• trifosfato de adenosina: un trifosfato de nucleósido multifuncional utilizado en las células como coenzima, a menudo llamada la “unidad molecular de la moneda de energía” en la transferencia de energía intracelular