Previo 10.

Fermentación
alcohólica
Leon Leyva Lizeth
laboratorio Bioquímica General
1353/ 2021-I

RESPIRACIÓN
AEROBICA

La respiración celular aeróbica es el proceso que transforma la energía química de los

alimentos en ATP en presencia de oxígeno. El oxígeno recibe electrones al final de una cadena
de reacciones químicas, generando agua, dióxido de carbono y energía. Se divide en tres fases:
glicolisis, ciclo del acido cítrico y la fosforilación oxidativa. Productos: agua, dióxido de carbono
y 32 ATP/glucosa por ejemplo: células hepáticas, células del riñón

RESPIRACIÓN
ANAEROBICA

La respiración celular anaerobia es la forma que tienen las células procariotas y algunas células
eucariotas de obtener energía a partir de la glucosa, sin necesidad de oxígeno. Se realiza en el
citoplasma de la célula.
La respiración anaeróbica sirve para la producción de energía en las células que no poseen
mitocondria, como las bacterias, las arqueas y los glóbulos rojos. En la contracción muscular
rápida, las células musculares pueden recurrir a la respiración anaeróbica, produciendo ácido
láctico. Sus fases son: glucolisis, y fermentación

Fermentación que realiza la

levadura Saccharomyces
cerevisae

La Saccharomyces cerevisiae, que aún hoy día es la principal fuente de

proteína unicelular (SCP), como también se conoce a la proteína
obtenida de la biomasa microbiana, es una levadura que produce la
fermentación alcoholica. Esta levadura en condiciones anaeróbicas (muy
baja concentración de oxígeno) metabolizan estos azúcares
convirtiéndolos en etanol. dependiendo del tipo de célula de que trate y
de las condiciones en que se encuentre: en condiciones anaerobias
(ausencia de oxígeno) las reacciones que lo transforman se llaman
reacciones de fermentación y pueden dar origen a etanol, CO2, ácido
láctico, acetona y otros productos. En el caso de células aerobias
(presencia de oxígeno) el piruvato se degrada hasta CO2 y H2O por el
proceso de la respiración. En condiciones anaerobias, la levadura
Saccharomyces cerevisiae lleva a cabo un proceso posterior a la
glucólisis llamado fermentación alcohólica, pues produce etanol y CO2
como productos finales de su catabolismo

GLUCÓLISIS
es el proceso metabólico que sirve como base para la respiración celular
aeróbica y anaeróbica. En la glucólisis, la glucosa se convierte en piruvato
 Paso 1: Hexoquinasa

El primer paso en la glucólisis es la conversión de D-glucosa en

glucosa-6-fosfato. La enzima que cataliza esta reacción es la
hexoquinasa.Aquí, El anillo de glucosa está fosforilado. La fosforilación
es el proceso de agregar un grupo fosfato a una molécula derivada
de ATP. Como resultado, en este punto de la glucólisis, se ha
consumido 1 molécula de ATP.

Paso 2: Glucosa 6-fosfato isomerasa

La segunda reacción de la glucólisis es el reordenamiento de la glucosa 6-
fosfato (G6P) en fructosa 6-fosfato (F6P) por la glucosa fosfato isomerasa
(fosfoglucosa isomerasa). El segundo paso de la glucólisis implica la
conversión de glucosa-6-fosfato en fructosa-6-fosfato (F6P). Esta reacción
ocurre con la ayuda de la enzima fosfoglucosa isomerasa (PI). Como
sugiere el nombre de la enzima, esta reacción implica una reacción de
isomerización.

Paso 3: Fosfofructoquinasa
La fosfofructoquinasa, con magnesio como cofactor, transforma la
fructosa 6-fosfato en fructosa 1,6-bisfosfato.
En el tercer paso de la glucólisis, la fructosa-6-fosfato se convierte
en fructosa 1,6- bifosfato (FBP). Similar a la reacción que ocurre en
el paso 1 de la glucólisis, una segunda molécula de ATP
proporciona el grupo fosfato que se agrega a la molécula F6P.

Paso 4: Aldolasa
La enzima Aldolasa divide la fructosa 1, 6-bisfosfato en dos
azúcares que son isómeros entre sí. Estos dos azúcares son fosfato
de dihidroxiacetona (DHAP) y 3-fosfato de gliceraldehído (GAP).
Este paso utiliza la enzima aldolasa, que cataliza la escisión de FBP
para producir dos moléculas de 3 carbonos. Una de estas
moléculas se llama gliceraldehído-3-fosfato (GAP) y la otra se
llama dihidroxiacetona fosfato (DHAP).

Paso 5: Triosa fosfato isomerasa

La enzima triosafosfato isomerasa interconvierte rápidamente las
moléculas dihidroxiacetona fosfato (DHAP) y gliceraldehído 3-fosfato
(GAP). El fosfato de gliceraldehído se elimina / usa en el siguiente
paso de la glucólisis.
GAP es la única molécula que continúa en la vía glucolítica. Como
resultado, todas las moléculas de DHAP producidas son afectadas por
la enzima Triosefosfato isomerasa (TIM), que reorganiza la DHAP en
GAP para que pueda continuar en la glucólisis. En este punto de la vía
glucolítica, tenemos dos moléculas de 3 carbonos, pero aún no hemos
convertido completamente la glucosa en piruvato.

Paso 6: Gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa

La gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH) se deshidrogena

y agrega un fosfato inorgánico al gliceraldehído 3-fosfato, produciendo
1,3-bisfosfoglicerato.
En este paso, tienen lugar dos eventos principales: 1) el gliceraldehído-
3-fosfato es oxidado por la coenzima nicotinamida adenina
dinucleótido (NAD); 2) la molécula se fosforila mediante la adición de
un grupo fosfato libre. La enzima que cataliza esta reacción es la
gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH).

Paso 7: Fosfoglicerato quinasa

La fosfoglicerato quinasa transfiere un grupo fosfato del 1,3-bisfosfoglicerato al ADP para
formar ATP y 3-fosfoglicerato
En este paso, el 1,3 bisfoglicerato se convierte en 3-fosfoglicerato por la enzima
fosfoglicerato quinasa (PGK). Esta reacción implica la pérdida de un grupo fosfato del
material de partida. El fosfato se transfiere a una molécula de ADP que produce nuestra
primera molécula de ATP. Dado que en realidad tenemos dos moléculas de 1,3
bisfoglicerato (porque había dos productos de 3 carbonos de la etapa 1 de la glucólisis),
en realidad sintetizamos dos moléculas de ATP en este paso.

Paso 8: Fosfoglicerato mutasa

La enzima fosfoglicero mutasa reubica el P del 3-fosfoglicerato del 3er carbono

al 2do carbono para formar 2-fosfoglicerato.
Este paso implica una simple reordenación de la posición del grupo fosfato en
la molécula de 3 fosfoglicerato, convirtiéndola en 2 fosfoglicerato. La molécula
responsable de catalizar esta reacción se llama fosfoglicerato mutasa (PGM).
Una mutasa es una enzima que cataliza la transferencia de un grupo funcional
de una posición a otra en una molécula.

Paso 9: Enolasa
La enzima enolasa elimina una molécula de agua del 2-
fosfoglicerato para formar ácido fosfoenolpirúvico (PEP).
Este paso implica la conversión de 2 fosfoglicerato en fosfoenolpiruvato
(PEP). La reacción es catalizada por la enzima enolasa. La enolasa actúa
eliminando un grupo de agua o deshidratando el 2 fosfoglicerato. La
especificidad de la bolsa de enzima permite que la reacción se produzca a
través de una serie de pasos demasiado complicados para cubrirlos aquí.

Paso 10: Piruvato quinasa

La enzima piruvato quinasa transfiere una P del fosfoenolpiruvato (PEP)

al ADP para formar ácido pirúvico y ATP. Resultado en el paso 10.
El paso final de la glucólisis convierte el fosfoenolpiruvato en piruvato
con la ayuda de la enzima piruvato quinasa. Como sugiere el nombre
de la enzima, esta reacción implica la transferencia de un grupo
fosfato. El grupo fosfato unido al carbono 2 ‘del PEP se transfiere a una
molécula de ADP, produciendo ATP. Nuevamente, dado que hay dos
moléculas de PEP, aquí en realidad generamos 2 moléculas de ATP.
 ¿La tasa de fermentación se
afecta con la temperatura?

Si, la temperatura de fermentación no solo afecta el tiempo del proceso y la concentración final de
etanol sino que puede afectar también las propiedades organolépticas de la bebida.
En la actividad fermentativa de la levadura Saccharomyces cerevisiae, está influenciada por la
temperatura, desde un punto de vista metabólico un intervalo de temperaturas de 20 a 25 °C es muy
favorable para el buen desarrollo de la fermentación alcohólica. Sin embargo a esa temperatura se
puede correr el riesgo de qué la fermentación se lleve acabo demasiado rápido y como
consecuencia se podría reducir la presencia de algunos compuestos, en general las fermentaciónes
alcohólicas deben realizarse dentro de un intervalo de temperatura de 15 a 18 °C

¿Qué efecto provoca el NaF sobre

la glucólisis? ¿Afecta a alguna
enzima en especial? ¿Cuál y
cómo?

La glucólisis es una vía química pH dependiente, el fluoruro sódico (NaF) es un aditivo que
actúa inhibiendo el metabolismo celular a nivel de la enolasa, evitando la transformación
de fosfoenolpiruvato en piruvato, incluso a pH bajo puede inhibir la incorporación de
glucosa al reducir el gradiente de protones.
Es considerado como un aditivo esencial para la determinación de la glucemia pero por si
solo no previene el decrecimiento inicial de la glucosa. Las enzimas hexoquinasa y
fosfofructoquinasa-1 activas en el inicio de la glucólisis poseen un pico de actividad óptimo
a pH 8 no observándose actividad de las mismas a pH por debajo de 7. En esta etapa juega
un papel importante el aditivo citrato/ácido cítrico, ya que actúa manteniendo el pH de la
sangre a un nivel no fisiológico de 5.3-5.9 y por tanto inhibiendo a estas enzimas
estabilizando los niveles de glucosa.

REFERENCIAS

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LEAGRANADILLO (2014). EFECTODE LA TEMPERATURA Y EL pH EN LA
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https://www.ege.fcen.uba.ar/wp-content/uploads/2014/05/Medicion-ciclo-celular.pdf