Bioquímica de los Glúcidos: Estructura, Clasificación y Rutas Metabólicas
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Semana 2: Homopolisacáridos
Los homopolisacáridos presentan puntos de dextrina y puntos de ramificación.
Principales Homopolisacáridos
- Glucógeno: Es la forma de almacenamiento de glucosa en los animales. Se forma en el hígado y el músculo esquelético; se hidroliza para proveer glucosa entre las comidas durante un periodo de 12 a 18 horas.
- Almidón: Sus enlaces glucosídicos se oxidan. Se almacena en dos formas: amilopectina y amilosa.
- Celulosa: Son polímeros formados por cadenas lineales de glucosa en configuración beta.
- Quitina: Polisacárido que forma el exoesqueleto de los artrópodos.
Heteropolisacáridos
Contienen cuatro unidades respecto de disacáridos, ácidos urónicos, acetilhexosamina y sulfato. Se clasifican según los residuos de azúcar, los enlaces entre los residuos y la presencia y localización de grupos sulfatos.
Clasificación de Heteropolisacáridos
a) Mureína
Contiene ácido N-acetilmurámico y N-acetilglucosamina. Se les llama peptidoglucanos y son importantes en la formación de la pared celular bacteriana.
b) Glucosaminoglucanos (GAGs)
Cuando se encuentran en el pH fisiológico, adquieren muchas cargas negativas, lo que sirve para formar espacios. Se clasifican en:
- Ácido hialurónico: Principal componente de la matriz extracelular.
- Condroitín sulfato: (Condro: cartílago) Componente principal del cartílago; ayuda en las placas óseas.
- Queratán sulfato: Importante en la formación de tejido avascular.
- Dermatán sulfato: Se encuentra en la piel y los vasos sanguíneos.
- Heparina: Actúa como anticoagulante fisiológico.
Glucoconjugados
Son compuestos que se producen por enlaces covalentes entre hidratos de carbono con proteínas y lípidos.
- a) Proteoglucanos: Participan en la formación de la pared celular.
- b) Glucoproteínas: El azúcar es más sencillo (pueden ser monosacáridos). La mayoría son proteínas que cumplen funciones de: estabilización, transporte y generación de energía.
Metabolismo de Hidratos de Carbono
A través de la dieta ingerimos almidón, glucógeno y disacáridos. Cuando estos entran al organismo, comienza el proceso de hidrólisis para obtener finalmente glucosa, la cual pasa a la sangre (glucemia) y se dirige al páncreas cuando hay niveles altos.
La glucosa que no se ocupe de forma inmediata se transporta al hígado y al músculo esquelético, donde se almacena en forma de glucógeno. Para obtener energía, se activa la glucogenólisis (hidrólisis del glucógeno para obtener glucosa) o la glucogénesis para su formación. En caso de ayuno prolongado, se activa la gluconeogénesis.
Glucólisis
Es una ruta anaerobia que se lleva a cabo en el citoplasma; no necesita oxígeno y es de carácter oxidativo.
Fase 1: Inversión de Energía
La molécula de glucosa se fosforila en dos ocasiones y se fracciona para formar dos moléculas de Gliceraldehído-3-fosfato (G3P). En esta fase se invierten 2 ATP.
Fase 2: Generación de Energía
Cada molécula de G3P se convierte en piruvato. En este proceso se producen 4 ATP y 2 NADH.
Producción Neta
- 2 ATP
- 2 NADH
- 2 Piruvatos
Reacciones de la Glucólisis
- Fosforilación: La glucosa se convierte en Glucosa-6-fosfato (G6P); reacción catalizada por la hexocinasa (gasto de ATP a ADP).
- Isomerización: Conversión de la G6P en Fructosa-6-fosfato (F6P) mediante la enzima fosfoglucosa isomerasa.
- Fosforilación: Fosforilación de la F6P a Fructosa-1,6-bisfosfato por la enzima fosfofructocinasa-1 (gasto de ATP a ADP).
- Escisión: Escisión de la Fructosa-1,6-bisfosfato por la enzima aldolasa, dividiéndose en Dihidroxiacetona fosfato (DHAP) y Gliceraldehído-3-fosfato (G3P).
- Interconversión: Interconversión de DHAP y G3P por la enzima triosa fosfato isomerasa.
- Oxidación: Oxidación del G3P por la enzima G3P deshidrogenasa (reducción de NAD a NADH), obteniendo 1,3-bisfosfoglicerato.
- Transferencia: Transferencia del grupo fosforilo por la enzima fosfoglicerato cinasa (producción de ADP a ATP), resultando en 3-fosfoglicerato (3PG).
- Interconversión: Conversión del 3PG a 2-fosfoglicerato (2PG) por la enzima fosfoglicerato mutasa.
- Deshidratación: Deshidratación del 2-fosfoglicerato por la enzima enolasa, obteniendo fosfoenolpiruvato (PEP).
- Formación de Piruvato: El PEP se convierte en piruvato por la enzima piruvato cinasa (producción de ADP a ATP).