7.6: Glicólisis - Los pasos de liberación de energía de la glucólisis
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- Describir los pasos de liberación de energía de la glucólisis
Segunda mitad de la glucólisis (pasos de liberación de energía)
Hasta el momento, la glucólisis le ha costado a la célula dos moléculas de ATP y ha producido dos moléculas pequeñas de azúcar de tres carbonos. Ambas moléculas procederán a través de la segunda mitad de la vía donde se extraerá suficiente energía para devolver las dos moléculas de ATP utilizadas como inversión inicial y al mismo tiempo producir un beneficio para la célula de dos moléculas de ATP adicionales y dos moléculas de NADH de mayor energía.
Paso 6. El sexto paso en la glucólisis oxida el azúcar (gliceraldehído-3-fosfato), extrayendo electrones de alta energía, los cuales son captados por el portador de electrones NAD +, produciendo NADH. El azúcar se fosforila luego mediante la adición de un segundo grupo fosfato, produciendo 1,3-bisfosfoglicerato. Tenga en cuenta que el segundo grupo fosfato no requiere otra molécula de ATP.
Aquí, nuevamente, existe un factor limitante potencial para esta vía. La continuación de la reacción depende de la disponibilidad de la forma oxidada del portador de electrones NAD +. Por lo tanto, el NADH debe oxidarse continuamente de nuevo en NAD + para mantener este paso adelante. Si el NAD + no está disponible, la segunda mitad de la glucólisis se ralentiza o se detiene. Si hay oxígeno disponible en el sistema, el NADH se oxidará fácilmente, aunque indirectamente, y los electrones de alta energía del hidrógeno liberado en este proceso se utilizarán para producir ATP. En un ambiente sin oxígeno, una vía alternativa (fermentación) puede proporcionar la oxidación de NADH a NAD +.
Paso 7. En el séptimo paso, catalizado por fosfoglicerato quinasa (una enzima llamada así por la reacción inversa), el 1,3-bisfosfoglicerato dona un fosfato de alta energía al ADP, formando una molécula de ATP. (Este es un ejemplo de fosforilación a nivel de sustrato) Un grupo carbonilo en el 1,3-bisfosfosglicerato se oxida a un grupo carboxilo, y se forma 3-fosfoglicerato.
Paso 8. En la octava etapa, el grupo fosfato restante en el 3-fosfoglicerato se mueve del tercer carbono al segundo carbono, produciendo 2-fosfoglicerato (un isómero del 3-fosfoglicerato). La enzima que cataliza esta etapa es una mutasa (isomerasa).
Paso 9. La enolasa cataliza el noveno paso. Esta enzima hace que el 2-fosfoglicerato pierda agua de su estructura; esta es una reacción de deshidratación, dando como resultado la formación de un doble enlace que aumenta la energía potencial en el enlace fosfato restante y produce fosfoenolpiruvato (PEP).
Paso 10. El último paso en la glucólisis es catalizado por la enzima piruvato quinasa (la enzima en este caso se llama así por la reacción inversa de la conversión del piruvato en PEP) y da como resultado la producción de una segunda molécula de ATP por fosforilación a nivel de sustrato y el compuesto ácido pirúvico (o su forma de sal, piruvato). Muchas enzimas en las vías enzimáticas se nombran por las reacciones inversas ya que la enzima puede catalizar reacciones tanto directas como inversas (estas pueden haber sido descritas inicialmente por la reacción inversa que tiene lugar in vitro, en condiciones no fisiológicas).
Puntos Clave
- La liberación neta de energía en la glucólisis es el resultado de que dos moléculas de gliceraldehído-3-fosfato ingresan a la segunda mitad de la glucólisis donde se convierten en ácido pirúvico.
- La fosforilación a nivel de sustrato, donde un sustrato de glucólisis dona un fosfato a ADP, ocurre en dos etapas de la segunda mitad de la glucólisis para producir ATP.
- La disponibilidad de NAD+ es un factor limitante para los pasos de la glucólisis; cuando no está disponible, la segunda mitad de la glucólisis se ralentiza o se detiene.
Términos Clave
- NADH: nicotinamida adenina dinucleótido (NAD) portador de dos electrones y unido con un ion hidrógeno (H); la forma reducida de NAD