Metabolismo energetikoa: gluconeogenesia, glukolisia, Krebs zikloa eta beste bide metabolikoak

Metabolismo energetikoa

Gluconeogenesia

Gluconeogenesia pirubatoa molekulatik hasita glukosa-6-fosfatoa lortzeko hainbat bide katabolikoen bidez gauzatzen da. Erreakzioak glukolisian gertatzen diren erreakzioen alderantzizkoak dira, baina ez dira guztiz berdinak. Glukolisian PEP pirubatora pasatzen da, baina gluconeogenesian ez da zuzenean ematen; erreakzio bitartekari batzuen bidez lortzen da.

Gluconeogenesia mitokondrioan hasten da, non karboxilasa entzima dagoen. Bertan, pirubatoa oxalazetiko bihurtzen da. Oxalazetikoak ezin ditu mitokondrioaren mintza zeharkatu, beraz, malato bihurtzen da, mintza zeharkatzen du eta zitoplasman berriro oxalazetiko bihurtzen da. Azkenik, oxalazetikoa PEP bihurtzen da, GTP molekula bat gastatuz.

Glukogenogenesia

Glukogenoa lortzeko, glukosa molekula asko behar dira, eta horretarako UTP molekulak erabiltzen dira.

Glukolisia

Glukolisian, glukosa bi molekula pirubato bihurtzen da. Oxigenorik ez da erabiltzen prozesu honetan. Urrats nagusiak hauek dira:

1. Glukosa fosforilatzen da ATP gastatuz, glukosa-6-fosfatoa (G6P) lortuz (ADP askatzen da).
2. G6P fruktosa-6-fosfato bihurtzen da (isomerazioa).
3. Fruktosa-6-fosfatoa fosforilatzen da, fruktosa-1,6-bisfosfatoa lortuz (ADP gastatzen da).
4. Molekula hori bi molekulatan banatzen da: gliceraldehido-3-fosfatoa (G3P) eta dihidroxiazetona-fosfatoa (DHAP).
5. DHAP isomerizatzen da gliceraldehido-3-fosfato bihurtzeko, eta bi molekula G3P lortzen dira.
6. Deshidrogenazioa eta fosforilazioa: G3P 1,3-bisfosfoglizerato bihurtzen da (NADH sortuz).
7. Fosfato taldea ADP-ri transferitzen zaio, ATP sortuz, eta 3-fosfoglizerato geratzen da.
8. Fosfato taldea 2. karbonora mugitzen da: 2-fosfoglizerato.
9. Deshidratazioa: 2-fosfoglizeratoa PEP bihurtzen da.
10. PEP-etik fosfato taldea ADP-ra transferitzen da, ATP eta piruvato sortuz.

Balantze globala: glukosa + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 P_i → 2 piruvato + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 ATP

Krebs zikloa

Erregai molekulen oxidazioa erabat gauzatzen da Krebs zikloan. Entzimak mitokondrioaren matrizean aurkitzen dira. Glukolisian sortutako piruvatoa mintza zeharkatzen du sistema konplexu baten bidez, piruvato deshidrogenasa entzimaren eraginez, eta acetil-CoA lortzen da.

1. Acetil-CoA 4 karbonoko molekula batekin elkartzen da, eta citrato (azido zitrikoa) sortzen da.
2. Isomerizazioa: citratoa isocitrato bihurtzen da.
3. Deskarboxilazioa eta deshidrogenazioa: isocitratoa α-zetoglutarato bihurtzen da (CO₂ eta NADH sortuz).
4. Deskarboxilazioa eta deshidrogenazioa: α-zetoglutaratoa succinil-CoA bihurtzen da.
5. SH-CoA taldea askatzen da, eta askatutako energiarekin GDP fosforilatzen da GTP sortuz; azido succinikoa lortzen da.
6. Oxidazioa: azido succinikoa fumarato bihurtzen da, FAD hartuz (FADH₂).
7. Hidratazioa: fumaratoa malato bihurtzen da.
8. Deshidrogenazioa: malatoa oxalazetiko bihurtzen da (NADH sortuz).

Balantze globala: piruvato → 3 CO₂ + 4 NADH + 4 H⁺ + FADH₂ + GTP

Calvin zikloa

Calvin zikloan CO₂ finkatzea gauzatzen da. Ribulosa-5-fosfatoa fosforilatzen da, ribulosa-1,5-bisfosfatoa lortuz. CO₂ ribulosa-1,5-bisfosfatoari lotzen zaio RuBisCO karboxilasa entzimari esker; 6 karbonoko molekula ez-egonkor sortzen da, eta bi azido 3-fosfoglizerikora zatitzen da.

Erredukzioa: 3-fosfoglizerikoa fosforilatzen da, 1,3-bisfosfoglizerikoa lortuz. Ondoren, argi fasetik datorren NADPH + H⁺-ekin erreduzitzen da gliceraldehido-3-fosfatoa (G3P) lortzeko.

Erregenerazioa: G3P molekula batzuk glukosa sintetizatzeko erabiltzen dira, eta beste batzuk ribulosa-5-fosfatoa berriro sortzeko, zikloa jarraitzeko.

Balantze globala: 6 CO₂ + 12 NADPH₂ + 18 ATP → C₆H₁₂O₆ + 18 ADP + P_i + 12 NADP⁺

Lipidoen katabolismoa

Prozesua zitoplasman gertatzen da. Lehenik, gantz azidoak CoA-rekin aktibatzen dira, ATP molekula bat gastatuz. Ondoren, acetil-CoA mitokondrioaren barnera pasatzen da, eta urrats hauek jarraitzen dira:

1. Mitokondrioaren mintza zeharkatzen da.
2. α eta β karbonoen artean deshidrogenazioa gertatzen da, FAD hartuz (FADH₂) eta lotura insaturatua sortuz.
3. Hidratazioa: lotura insaturatuan OH taldea β karbonoan sartzen da.
4. β karbonoa berriro oxidatzen da, talde zetonikoa sortuz: β-zetoacil-CoA.
5. β-zetoacil-CoA molekulak SH-CoA batekin erreakzionatzen du, eta α-β lotura apurtzen da. Acetil-CoA askatzen da, 2 karbono gutxiagoko gantz azido batekin batera. Acetil-CoA Krebs zikloan sartzen da.

Garraio elektronikoa

Molekuletan dagoen energia altuko elektroiak arnasketa-oxidazioan eta beste bide metabolikoetan erreduzitzen dira, eta garraio elektroniko kate baten bidez garraiatzen dira O₂-ra arte. Katea 4 konplexuz osatuta dago: proteina garraiatzaileak eta koentzima multzoak, energia maila jakinekoak.

Elektroiak oxidazio-erreduzio erreakzioen bidez konplexu energetiko altuetatik gutxiagokoetara pasatzen dira, O₂-ra heldu arte. Elektroien garraioan askatutako energia H⁺ protoiak mintz arteko espaziora bultzatzeko erabiltzen da, gradiente elektrokimiko bat sortuz. Gradiente horren eraginez, protoiak mintz iragaztezina zeharkatzen dute itzultzeko joeraz, eta ATP sintetasa entzimaren bidez sartzen dira, ATP sortuz.