4.4: Glucólisis: fase de rendimiento

Hasta ahora, la glucólisis le ha costado a la célula dos moléculas de ATP y ha producido dos pequeñas moléculas de azúcar de tres carbonos. Estas moléculas avanzarán a través de la segunda mitad de la vía, y se extraerá suficiente energía para devolver las dos moléculas de ATP utilizadas como inversión inicial y producir un beneficio para la célula de dos moléculas de ATP adicionales y dos moléculas de NADH de mayor energía.

Paso 1 – 5: Fase preparatoria de la glucólisis

La primera fase de la glucólisis tiene 5 pasos en los que la glucosa se descompone en dos moléculas de azúcar de tres carbonos. En los siguientes cinco pasos de la fase de desgravación, estas moléculas de carbono se metabolizan aún más para producir ATP y NADH.

Paso 6. El sexto paso de la glucólisis oxida el azúcar (gliceraldehído 3-fosfato), extrayendo electrones de alta energía, que son recogidos por el transportador de electrones NAD+, produciendo NADH. A continuación, el azúcar se fosforila añadiendo un segundo grupo fosfato, produciendo 1,3-bisfosfoglicerato. Tenga en cuenta que el segundo grupo fosfato no requiere otra molécula de ATP.

Una vez más, hay un posible factor limitante 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 en marcha. 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 entorno sin oxígeno, una vía alternativa (fermentación) puede proporcionar la oxidación de NADH a NAD+.

Paso 7. En el séptimo paso, catalizado por la fosfoglicerato quinasa, 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-bisfosfoglicerato se oxida a un grupo carboxilo y se forma 3-fosfoglicerato.

Paso 8. En el octavo paso, el grupo fosfato restante en el 3-fosfoglicerato pasa del tercer carbono al segundo carbono, produciendo 2-fosfoglicerato (un isómero del 3-fosfoglicerato). La enzima que cataliza este paso es una mutasa (una isomerasa).

Paso 9. La enolasa cataliza el noveno paso. Esta enzima hace que el 2-fosfoglicerato pierda agua de su estructura; se trata de una reacción de deshidratación, que da lugar a la formación de un doble enlace que aumenta la energía potencial en el enlace de fosfato restante y produce fosfoenolpiruvato (PEP).

Paso 10. El último paso de la glucólisis es catalizado por la enzima piruvato quinasa (la enzima, en este caso, recibe su nombre por la reacción inversa de la conversión del piruvato en PEP) y da lugar a 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 reciben el nombre de las reacciones inversas, ya que la enzima puede catalizar reacciones directas e inversas (estas pueden haber sido descritas inicialmente por la reacción inversa que tiene lugar in vitro, en condiciones no fisiológicas).

Este texto es una adaptación de Openstax, Biology 2e, Section 7.2: Glycolysis