REGULACIÓN DE FOSFOFRUCTOQUINASA

Hay tres posibles reguladores de la glucólisis:
· Hexoquinasa: no puede ser porque también se regula la síntesis de glicerol, la síntesis de glucógeno(G-1-P), la síntesis de ribosa-5-P. La hexoquinasa es sensible al exceso de Glucosa-6-P.
· Fosfofructoquinasa-1: la reacción que produce es fructosa-1,6-bisfosfato. La PFK-1 es sensible a la concentración celular de moléculas como ATP (efecto negativo sobre el enzima) y por niveles elevados del citrato (efecto negativo). Se activa alostéricamente cuando hay mucho AMP (efecto positivo), la fructosa-2,6-bisfosfato (activador positivo, se fabrica a partir de fructosa-1,6-bisfosfato (1 millón de veces más)), provoca que cuando hay poco, se active la PFK-1.
· La PFK-2/FBP (fosfobisfostato fosfatasa) fosforila F6P a F-2,6-P2 y también la puede desfosforilar. La actividad del enzima PFK-2/FBPfosfatasa es regulada por fosforilación mediante la serinquinasa, de forma que cuando se fosforila, se aumenta la actividad fosfatasa y se disminuye la actividad quinasa. La serinquinasa se activa indirectamente por incrementos de glucagón. Se une a receptores de la membrana y se emite una señal. El glucagón se activa cuando la concentración de glucosa desciende mucho.
Todo el mecanismo está diseñado para que el enzima sepa que hay menos glucosa en sangre.
La Piruvato Quinasa es un enzima que se regula de muchas formas diferentes. Se regula de forma alostérica, siendo inhibida por altas concentraciones de ATP y altas concentraciones de Alanina. El piruvato se puede transformar en Alanina por una transaminasa.
La disponibilidad de Fructosa-1,6-bisfosfato activa la piruvato quinasa. Cuando hay mucha Fructosa-1,6-bisfosfato, se abre la llave de la Piruvato quinasa y se metaboliza correctamente. Los mamíferos también fabrican diversos isoenzimas de piruvato quinasa que se expresan de forma diferente según el órgano.
Hígado.................. L Piruvato quinasa.
Músculo................. M Piruvato quinasa.
La forma hepática es regulable por fosforilación (inhibe). La proteína responsable es la proteína quinasa A, que es activable por niveles altos de glucagón circulante.
Los genes que codifican la piruvato quinasa son regulables en su expresión, de forma que dietas muy elevadas en carbohidratos, levan a un incremento en el mRNA que codifica la piruvato quinasa.
La piruvato quinasa está controlada de forma alostérica, por la transcripción génica y por fosforilación.
El hígado tiene un enzima capaz de fosforilar glucosa (glucoquinasa). Se caracteriza porque su Km es aproximadamente 5 mM, mientras que la hexoquinasa la tiene de 0´1 mM y no es inhibible por Glucosa-6-Fosfato. Cuando la concentración de glucosa es elevada, la glucosa es fosforilada por la hexoquinasa, pero cuando la glucosa exterior sube a 10-12 mM, hay un enzima que funciona por encima de su Km, porque pasa del freno que es la Glucosa-6-Fosfato.
La entrada de Glucosa en la célula no es por difusión pasiva, pero no requiere energía. Se produce un transporte pasivo. Estos transportadores están en la membrana celular. Desde el punto de vista estructural, tiene 12 dominios transmembrana. Son aminoácidos hidrofóbicos.
Existen diferentes tipos de transportadores de glucosa (GLUTn; donde n es un número que define el tipo de transportador).
Hay diferencias funcionales en los diferentes GLUT.
GLUT1/GLUT3: están prácticamente en cualquier célula de mamífero. Tienen una Km de 1 mM. Si se considera que los niveles de glucemia pueden ser de 4´5-5 mM, transportan glucosa sin ningún problema.
Hay otros transportadores como los GLUT2, que tienen una Km de 10-20 mM para la glucosa. Sólo existe en el hígado o células b del páncreas. Son importantes cuando hay cantidades muy grandes de glucosa. Por eso, el GLUT2 está en el hígado, porque es el órgano recaptador de glucosa. El páncreas responde produciendo insulina gracias a que el GLUT2 se vuelve activo.
Las células hacen con el piruvato, energéticamente, transformarlo en:
1. Etanol (EtOH).
2. Lactato
3. Acetil Co-A: vía aeróbica.
Las levaduras producen EtOH en dos reacciones:
Las levaduras lo hacen para regenerar el NAD que consumieron pasando glucosa a piruvato.
El paso de piruvato a lactato ocurre en microorganismos y mamíferos cuando no hay O2. Se cataliza por la lactato deshidrogenasa y tiene como obligación que una molécula de NADH regenera una molécula de NAD+ para seguir haciendo la glucólisis.
El piruvato, en la mayoría de células, con O2, lo transforman en Acetil Co-A. Supone una descarboxilación y gasta una molécula de NAD+, que pasa a NADH.