Bioquímica Parcial 2 QM 105 PDF

QM 105 Bioquímica Revisión y discusión del 1er Parcial EJE TEMÁTICO 2: Macromoléculas y metabolismo Macromoléculas y seres vivos. Aminoácidos, péptidos y proteínas. Estructura tridimensional de las proteínas Bases de datos para información actualizada sobre proteínas...

QM 105 Bioquímica Revisión y discusión del 1er Parcial EJE TEMÁTICO 2: Macromoléculas y metabolismo Macromoléculas y seres vivos. Aminoácidos, péptidos y proteínas. Estructura tridimensional de las proteínas Bases de datos para información actualizada sobre proteínas Carbohidratos y lípidos Ácidos nucleicos Introducción al metabolismo Glucólisis, Gluconeogénesis Ciclo del ácido cítrico Metabolismo del glucógeno Transporte de electrones y fosforilación oxidativa Control de la producción de ATP Clase: 25 septiembre de 2024 2 de octubre 2024 COVID-19/SARS-CoV-2 Resources (rcsb.org) Proteína: Conformación Niveles estructurales Las secuencias de una proteína Funciones Enzimas Base de datos actualizadas sobre proteínas, genes y aspectos de salud y biotecnología:  Niveles estructurales de una proteína Estructura primaria de una proteína Secuencia de una cadena de aminoácidos, incluye los enlaces disulfuros ¿Qué son enlaces disulfuros en una proteína? Estructura secundaria de una proteína Láminas Hélices alfa Los puentes de hidrógeno de la cadena de péptido causa que los aminoácidos se plieguen en patrones repetitivos como: Láminas o hélices alfa Estructura terciaria de una proteína Los plegamientos tridimensionales son producidos por las interacciones de las cadenas laterales Estructura cuaternaria de una proteína Consisten en más de una sub- unidad o cadena de aminoácidos. En este ejemplo hay dos subunidades. Image modified from OpenStax Biology's modification of work by the Estructura primaria de una proteína ¿Qué son enlaces disulfuros en una proteína? Secuencia de la proteína esta en el primer nivel estructural Ejemplo de una secuencia de proteínas (se escribe en código de una letra) hemoglobin, partial [Homo sapiens] GenBank: ABG47031.1 >ABG47031.1 hemoglobin, partial [Homo sapiens] MVHLTPEEKSAVTALWGKVNVDEVGGEALGRLLVVYPWTQRFFESFGDLSTPDAVMGNPKV KAHGKKVLGAFSDGLAHLDNLKGTFATLSELHCDKLHVDPENFR  Aminoácidos en códigos de una letra /// Reconocer los aminoácidos por códigos de una y tres letras ///// (Sec) Importancia de la secuencia correcta de los aminoácidos. En este ejemplo de una sección de la proteína hemoglobina se muestra como el ácido glutámico es sustituido por el aminoácido valina (da lugar a células de los glóbulos rojos enfermas). /// El cambio de un aminoácido puede derivar en una enfermedad. Estructura secundaria de una proteína https://www.khanacademy.org/science/biology/macromolecules/proteins-and-amino-acids/a/orders-of-protein-structure  Niveles estructurales de una proteína Estructura primaria de una proteína Secuencia de una cadena de aminoácidos, incluye los enlaces disulfuros ¿Qué son enlaces disulfuros en una proteína? Estructura secundaria de una proteína Láminas Hélices alfa Los puentes de hidrógeno de la cadena de péptido causa que los aminoácidos se plieguen en patrones repetitivos como: Láminas o hélices alfa Estructura terciaria de una proteína Los plegamientos tridimensionales son producidos por las interacciones de las cadenas laterales Estructura cuaternaria de una proteína Consisten en más de una sub- unidad o cadena de aminoácidos. En este ejemplo hay dos subunidades. Image modified from OpenStax Biology's modification of work by the Cuarto nivel estructural: Las proteínas que poseen un cuarto nivel estructural son aquellas que están conformadas por dos o más subunidades. Hemoglobina humana (6FQF) Fuente: Protein Data Bank Ejemplo: Cuarto nivel estructural de la proteína huma hemoglobina: Representación de 4 subunidades que conforman una hemoglobina funcional.  Visualización de los niveles estructurales de las proteínas Swiss pdb viewer (programa) Fuentes de estructuras (Protein Data Bank) Importancia de conocer las estructuras de las proteínas  Base de datos actualizadas sobre proteínas, genes, aspectos de salud y biotecnología RCSB PDB: Homepage https://www.rcsb.org/ Al comprender las estructuras de las proteínas involucradas en la vía de señalización de la angiotensina, los investigadores han desarrollado medicamentos para modificar su acción y reducir la presión arterial, si es necesario. El fármaco ampliamente utilizado lisinopril se muestra aquí, unido al sitio activo del dominio de corte de angiotensina de la ECA (PDB ID 1o86). Debido a que el control de la presión arterial es tan importante para la salud, se han desarrollado otros medicamentos para bloquear la acción de todos los demás pasos de la vía de señalización. Por ejemplo, el JSMol interactivo a continuación incluye un medicamento que bloquea la acción de la renina. Referencia: Protein Data Bank, 2 oct 2024 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank// https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ Replicación del ADN Transcripción de la información genética Traducción del ARN a proteína  ADN Ferrier, Denise. (2017). Lippincott Illustrated Reviews: Biochemistry (Lippincott Illustrated Reviews Series) (p. iii). 7ma Edicition. Wolters Kluwer Health. Edición de Kindle ADN ¿Qué es un gen? ARN Proteína Código genético ¿Por qué se dice que el código genético es degenerado? => Práctica: Escriba la proteína que se genera a partir de la siguiente secuencia de ADN codificante: 5’ GAG AAU UUU GAA CGA ATG GAA CGU AUU GCC 3’ E N F E R M E R I A Aspectos que el estudiante logrará dominar y comprender : Diferencia entre ADN y ARN // tipos // Secuencias Direccíon 5’→ 3’ El ADN tiene doble hebra Complementaridad de las bases nitrogenadas en el ADN Estabilidad del ADN Desnaturalización/Renaturalización Nucleótidos / nucleósido Sub localización del material genético Uso de PDB viewer (Programa) ❖ Complementariedad de las bases nitrogenadas en la cadena de ADN. A con T (forma dos puentes de hidrógeno) G con C (forma 3 puentes de hidrógeno ADN en tres dimensiones (Fuente: PDB 1d28) QM 105 Bioquímica Revisión y discusión del 1er Parcial EJE TEMÁTICO 2: Macromoléculas y metabolismo Macromoléculas y seres vivos. Aminoácidos, péptidos y proteínas. Estructura tridimensional de las proteínas Bases de datos para información actualizada sobre proteínas Carbohidratos y lípidos Ácidos nucleicos Introducción al metabolismo Glucólisis, Gluconeogénesis Ciclo del ácido cítrico Metabolismo del glucógeno Transporte de electrones y fosforilación oxidativa Control de la producción de ATP Clase: 25 septiembre de 2024 Lípidos Lectura recomendada Carbohidratos Metabolismo https://www.google.com/search?q=Rutas+metabolicas&source=lnms&tb m=isch&sa=X&ved=2ahUKEwi7- NzMyt76AhUyQzABHYqFA5cQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1366&bih=657&d pr=1#imgrc=9uJtztP9QMoJGM El metabolismo son procesos bioquímicos que permiten que un organismo viva, crezca, se reproduzca, se mantenga sano y se adapte a su entorno. El anabolismo y el catabolismo son dos procesos o fases del metabolismo. El anabolismo se refiere al proceso que construye las moléculas que el cuerpo necesita; por lo general requiere energía para completarse. El catabolismo se refiere al proceso que descompone moléculas complejas en moléculas más pequeñas; generalmente libera energía para que el organismo la use. Ref. Bioquímica. Voet Anabolismo y Catabolismo  Anabólicas ( de biosíntesis) Catabólicas (degradativas) De moléculas pequeñas se obtienen Partiendo de moléculas grandes se moléculas mayores (que pueden formar obtienen moléculas pequeñas. parte de tejidos o estructurales o de reserva) Generalmente comprenden reacciones de Generalmente comprenden reacciones reducción. Por consiguiente requieren oxidativas: Por consiguiente requieren + coenzimas reductoras del tipo del tipo coenzimas oxidantes de tipo NAD ; + NADH; NADPH, FADH2. NADP , FAD. Sus vías comprenden, en general Sus vías comprenden, en general reacciones endergónicas y la energía reacciones exergónicas y la energía requerida por estas proviene de la producida por estas reacciones conduce a hidrólisis del ATP. la formación de ATP a partir de ADP y Pi Divergen desde metabolitos comunes Desde la degradación de nutrientes hacia metabolitos de muy diferentes esenciales se converge hacia metabolitos naturaleza comunes. Ref. Bioenergética. Trinchero Las coenzimas son cofactores orgánicos no proteicos, termoestables, que unidos a una apoenzima constituyen la holoenzima o forma catalíticamente activa de la enzima. Apoenzima Holoenzima  https://www.mrdubuque.com/home/biodub-my-gifs-to-you-enzyme-reactions La mayoría de las reacciones bioquímicas del organismo están reguladas por enzimas. Las coenzimas son compuestos orgánicos que facilitan la acción de las enzimas y pueden unirse temporal o permanentemente a una enzima. Las coenzimas pueden catalizar reacciones, pero no con la misma eficacia que cuando están unidas a una enzima. Las coenzimas que están estrecha o covalentemente unidas a las enzimas se denominan grupos protésicos. Las coenzimas que están más débilmente asociadas a las enzimas pueden describirse como cosustratos. Las coenzimas pueden realizar varias funciones, entre ellas: ❖ ayudar en las reacciones de acoplamiento energético intracelular ❖ actuar como transportadores de átomos de hidrógeno, electrones o grupos químicos (por ejemplo, el NADH actúa como transportador de electrones). ❖ facilitar las reacciones asociándose con los sustratos enzimáticos en los sitios activos de la enzima. Las coenzimas pueden ser derivados de vitaminas, como las vitaminas B y la vitamina C. Por ejemplo, la coenzima A (CoA), un transportador de grupos acilo que es clave para el metabolismo, procede del ácido pantoténico. La propia vitamina C es un cofactor de las hidroxilasas. Con la excepción de la vitamina C, el retos de las vitaminas debe modificarse para actuar como coenzimas. Las coenzimas consistentes en metabolitos, como el trifosfato de adenosina (ATP), están compuestas de nucleótidos. https://www.sigmaaldrich.com/PA/es/products/chemistry-and-biochemicals/biochemicals/coenzymes Características de las rutas metabólicas Medio acuoso Enzimas Reacciones acopladas Endergónicas / exergónicas ///// Diferentes tipos de reacciones Tipos de reacciones metabólicas ❑ Redox ❑ Condensación ❑ Hidrólisis ❑ Polimerización ❑ Isomerización ❑ Transferencia de grupos de átomos de molécula a molécula Bioquímica QM-105 Eje temático 2: Metabolismos y macromoléculas 9 octubre 2024 Tipos de reacciones metabólicas ❑ Redox ❑ Condensación ❑ Hidrólisis ❑ Polimerización ❑ Isomerización ❑ Transferencia de grupos de átomos de molécula a molécula El estudiante debe tener la capacidad de identificar el tipo de reacción al observar la reacción Redox Reducción del NAD+ a NADH2 Concepto químico de reducción y oxidación Ejemplos: ¿En qué consiste el proceso de oxidación y reducción de un elemento o compuesto? Condensación Ejemplo 1: La condensación del acetil CoA y oxalacetato para formar citrato Ejemplo 2: Condensación de glucosa para formar maltosa (disacárido). Hidrólisis Ruptura de la sacarosa en glucosa y fructosa Polimerización Polimerización de la glucosa. Cuando son cadenas de múltiples moléculas de glucosa con este enlace alfa 1-4, es almidón. Isomerización La isomerización del citrato en isocitrato Transferencia de grupos de átomos de molécula a molécula Desfosforilación del ATP Transferencia de grupos de átomos de molécula a molécula Desfosforilación del ATP  Tipos de reacciones metabólicas (a) Lineales (b) Cíclicas (c) Espiral (a) The product of each step is the substrate for the next step. (b) The sequence of reactions in a cyclic pathway forms a closed loop. In the citric acid cycle, an acetyl group is metabolized via reactions that regenerate the intermediates of the cycle. (c) In fatty acid biosynthesis, a spiral pathway, the same set of enzymes catalyzes a progressive lengthening of the acyl chain. a) Lineales (a) The biosynthesis of serine is an example of a linear metabolic pathway b) Cíclicas (b) The sequence of reactions in a cyclic pathway forms a closed loop. In the citric acid cycle, an acetyl group is metabolized via reactions that regenerate the intermediates of the cycle. c) Espiral (c) In fatty acid biosynthesis, a spiral pathway, the same set of enzymes catalyzes a progressive lengthening of the acyl chain.  Metabolismo Algunas Moléculas de importancia ATP NAD FAD S-CoA (Adenosina trifosfato) (Adenosina difosfato) La formación de nuevos enlaces en la hidrólisis permite la liberación de gran energía, exactamente 7,7 kcal/mol. Es decir: ΔG = -7,7 kcal/mol o -31 KJ/mol aproximadamente, que es lo mism  ATP ATP + H2O → ADP + Pi  ATP Roles esenciales en la célula. Es la mayor moneda de intercambio de energía de la célula Proporciona la energía para la mayoría de las actividades que consumen energía de la célula. Es uno de los monómeros utilizados en la síntesis de ARN y, después de la conversión a deoxyATP (dATP), en el ADN. Regula muchos procesos bioquímicos.  ATP Energía Cuando el tercer grupo fosfato del ATP es eliminado por hidrólisis, una cantidad considerable de energía libre se libera. La cantidad exacta depende de las condiciones, pero su valor aproximado es de 7,3 kcal por mol ATP + H2O → ADP + Pi Hidrólisis de ATP → ADP y AMP También llamado Pirofosfato  Potencial de transferencia del grupo fosforilo Potenciales relativos de transferencia del grupo fosforilo. Un compuesto con un alto Relative phosphoryl potencial group–transfer de transferencia de grupo (espotentials. decir, unAvalor compound with negativo a highdegroup–transfer grande  G°hydrolysis) potential puede (i.e.,suagrupo donar large negative fosforilo value of  G°hydrolysis a un compuesto que )escan donate menos ricoitsenphosphoryl group to energía. Las a compound flechas that is less de reacción energy-rich. indican Thepredominante la dirección reaction arrowsde indicate the predominant la transferencia de grupos direction en fosforilo of condiciones phosphoryl-group transfer under standard conditions. estándar.  Mecanismos de síntesis de ATP en la célula La síntesis de ATP en la célula se realiza mediante dos mecanismos. 1. Fosforilación oxidativa. La síntesis de ATP se produce de manera acoplada a la cadena de transporte de electrones de la mitocondria y en la fase luminosa de la fotosíntesis. Representa la ruta más importante para la síntesis de ATP en condiciones aeróbicas (en presencia de oxígeno). Las enzimas que catalizan estas síntesis de ATP son las ATP sintasas o ATPasas. Se caracterizan por el hecho de que pueden aprovechar la energía que se libera cuando las atraviesa un flujo de H+ a favor de gradiente, para fosforilar ADP transformándolo en ATP. 2. Fosforilación a nivel de sustrato. La síntesis de ATP se produce de forma acoplada a ciertas reacciones catabólicas, altamente exergónicas. Estas se pueden encontrar en la glucólisis y en el ciclo de Krebs. Representa la única forma posible de síntesis de ATP en condiciones anaerobias (en ausencia de oxígeno). Las enzimas que catalizan estas síntesis de ATP se denominan quinasas. ¿Mediante qué mecanismos se produce ATP?  Mecanismos de síntesis de ATP en la célula La síntesis de ATP en la célula se realiza mediante dos mecanismos. 1. Fosforilación oxidativa. La síntesis de ATP se produce de manera acoplada a la cadena de transporte de electrones de la mitocondria y en la fase luminosa de la fotosíntesis. Representa la ruta más importante para la síntesis de ATP en condiciones aeróbicas( en presencia de oxígeno). Las enzimas que catalizan estas síntesis de ATP son las ATP sintasas o ATPasas. Se caracterizan por el hecho de que pueden aprovechar la energía que se libera cuando las atraviesa un flujo de H* a favor de gradiente, para fosforilar ADP transformándolo en ATP.  Mecanismos de síntesis de ATP en la célula 2. Fosforilación a nivel de sustrato. La síntesis de ATP se produce de forma acoplada a ciertas reacciones catabólicas, altamente exergónicas. Estas se pueden encontrar en la glucólisis y en el ciclo de Krebs. Representa la única forma posible de síntesis de ATP en condiciones anaerobias (en ausencia de oxígeno). Las enzimas que catalizan estas síntesis de ATP se denominan quinasas. https://theory.labster.com/substrate-phosphorylation-es/ Ejemplo en la glucólisis: Fosfoenolpiruvato Piruvato Buscar las reacciones de fosforilación a nivel de substrato que están en el ciclo de Krebs.  Metabolismo Algunas Moléculas de importancia ATP NAD FAD S-CoA NADP (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato) NAD y NADP  Metabolismo Algunas Moléculas de importancia ATP NAD FAD S-CoA Oxidación y reducción del FAD y FMN  Metabolismo Algunas Moléculas de importancia ATP NAD FAD S-CoA CH3 Acetil Coenzima A COENZIMA-A: FUNCIÓN BIOQUÍMICA El Coenzima-A es un transportador de grupos acilo. Éstos, los grupos acilo, juegan un papel trascendente tanto en procesos catabólicos (vg β‒oxidación de los ácidos grasos), como anabólicos (vg síntesis de lípidos de membrana). En ambos casos, se forma un intermediario tioéster entre el grupo acilo y el grupo sulfhidrilo de la molécula de Coenzima-A. El grupo acilo que más comúnmente se une al Coenzima-A es el acetilo. ∆G = ‒ 7,5 Kcal /mol (≡ 31,4 KJ /mol) La hidrólisis del acetil~CoA (el signo ~ indica que se trata de un enlace de alta energía) tiene un valor de ∆G (variación de energía libre de Gibbs) negativo elevado. http://www.info-farmacia.com/bioquimica/coenzima-a-funcion-b Expectativas del estudio de metabolismo en el curso Capacidad para identificar el tipo de vía (Catabolismo/Anabolismo) Aprender y conocer las diferentes transformaciones de las moléculas en las diferentes rutas metabólicas, por ejemplo: las de la “glucosa” Conocer qué enzimas participan en las diferentes reacciones metabólicas ¿Dónde ocurren las diferentes reacciones? ¿Cuál es el rol de la vía? (Energía /síntesis) Bioquímica QM-105  Las tres etapas de la RESPIRACIÓN CELULAR El catabolismo de las proteínas, grasas y Vías catabólicas carbohidratos Catabolism of proteins, fats, and carbohydrates in the three stages of cellular respiration. Stage 1: oxidation of fatty acids, glucose, and some amino acids yields acetyl-CoA. Stage 2: oxidation of acetyl groups in the citric acid cycle includes four steps in which electrons are abstracted. Stage 3: electrons carried by NADH and FADH2 are funneled into a chain of mitochondrial (or, in bacteria, plasma membrane- bound) electron carriers—the respiratory chain—ultimately reducing O2 to H2O.This electron flow drives the production of ATP. Glucólisis Glucólisis Glucólisis Fase de preparación Glucólisis Fase de producción El estudiante debe tener la capacidad de. => identificar que reacción es  Nombrar la enzima que cataliza la reacción  Identificar las reacciones reversibles  Identificar las reacciones irreversibles  Identificar las reacciones donde se consume Energia (ATP)  Identificar las reacciones donde se produce ATP directamente  Identificar las reacciones donde se producen equivalentes reductores que finalmente producirán energía en forma de ATP Las reacciones Glucólisis Reacción total de la Glucólisis Reacciones de cada etapa Enzimas Resumen de la Producción de ATP, a partir de glucosa Glucosa 2ATP 2NADH 2ATP 2ATP 2 Piruvato 2 NADH 2 Acetil-Co-A 6 NADH 2 FADH2 2 GTP 2CO2 + H2O Productos de una vuelta del ciclo de Krebs ¿En qué parte de la célula ocurren las principales vias metabólicas? Compartimentación de las principales vías del metabolismo Melo, V. y Cuamatzi, O. (2019). Bioquímica de los procesos metabólicos Localización de las enzimas de algunas rutas metabólicas en células hepáticas Fundamentos de química metabólica. 4° Edición Principales vías de utilización de la Glucosa LEHNINGER PRINCIPLES OF BIOCHEMISTRY © 2008 W. H. Freeman and Company  Destinos del piruvato formado en la glucólisis Destinos del piruvato formado en la glucólisis (Acetaldehído) LEHNINGER PRINCIPLES OF BIOCHEMISTRY © 2008 W. H. Freeman and Company Destinos del Piruvato Hacia el ciclo de Krebs Destinos del Piruvato En condiciones de ausencia de O2 (Condiciones anaeróbicas) Ejemplo: En levaduras O2 O2 O2 http://www2.uah.es/tejedor_bio/bioquimica_Farmacia/tema19.htm  Destinos del Piruvato En presencia de O2 (Condiciones aeróbicas) Las células que metabolizan en condiciones aeróbicas no necesitan oxidar el NADH para poder continuar la glucolisis, ya que esta coenzima reducida, NADH, descarga los e- en la cadena respiratoria mitocondrial y en consecuencia, las células pueden disponer fácilmente de NAD+ para continuar la glucolisis. En estas condiciones, el piruvato entra en las mitocondrias, donde se descarboxila y oxida hasta Acetil-CoA. La reacción la cataliza el complejo enzimático llamado piruvato deshidrogenasa (PDH). Pasos de la oxidación del piruvato El piruvato se produce durante la glucólisis en el citoplasma, pero la oxidación del piruvato ocurre en la matriz mitocondrial (en eucariontes). Por lo tanto, antes de que comiencen las reacciones químicas, el piruvato debe entrar a la mitocondria atravesando su membrana para llegar a la matriz. En la matriz, el piruvato se modifica en una serie de pasos: Resumen de la oxidación del piruvato  Resumen de la oxidación del piruvato Diagrama más detallado del mecanismo de la oxidación del piruvato Paso 1. Se corta el grupo carboxilo del piruvato y se libera como molécula de dióxido de carbono: el resultado es una molécula de dos carbonos. Paso 2. La molécula de dos carbonos del paso 1 se oxida, los electrones que se pierden en la oxidación son captados por NAD+ y se forma NADH. Paso 3. La molécula de dos carbonos oxidada —un grupo acetilo, resaltado en verde— se une a la coenzima A (CoA), una molécula orgánica derivada de la vitamina B5, y se forma acetil-CoA. El acetil-CoA a veces se clasifica como una molécula acarreadora, cuya función aquí es transportar el grupo acetilo hacia el ciclo del ácido cítrico. Pasos de la oxidación del piruvato Los pasos anteriores los realiza un enorme complejo enzimático llamado el complejo piruvato deshidrogenasa, el cual consiste en tres enzimas interconectadas e incluye más de 60 subunidades. En varias etapas, los intermediarios de la reacción forman verdaderos enlaces covalentes con el complejo enzimático, o más específicamente, con los cofactores. El complejo piruvato deshidrogenasa es un blanco importante de regulación, puesto que controla la cantidad de acetil-CoA que entra al ciclo del ácido cítrico. Si consideramos que entran los dos piruvatos de la glucólisis (por cada molécula de glucosa), podemos resumir la oxidación del piruvato de la siguiente manera: Dos moléculas de piruvato se convierten en dos moléculas de acetil-CoA. Se liberan dos carbonos como dióxido de carbono (de los seis que originalmente se encontraban en la glucosa). Se generan 2 NADH a partir de NAD+. ¿Para qué sintetizar acetil-CoA? El acetil-CoA funciona como el combustible del ciclo del ácido cítrico en la siguiente etapa de la respiración celular. La adición de acetil-CoA ayuda a activar el grupo acetilo y lo prepara para experimentar las reacciones necesarias para entrar al ciclo del ácido cítrico. (Ref. https://es.khanacademy.org/science/biology/cellular-respiration-and-fermentation/pyruvate-oxidation-and-the-citric-acid-cycle/a/pyruvate-oxidation ) Bioquímica QM-105 Fecha: 16 oct 2024  Resultados y cálculos Muestras: Coca cola Coca cola (Zero) Jugo de manzana // * Sin azúcar añadido // Nectar de manzana (Nectar) Resultados (ug/mL): Coca cola Coca cola Zero J. Manzana Nectar Manzana Sacarosa 37.604 0 16.486 114.540 Glucosa 54.822 0 72.704 42.968 Fructosa 56.539 0 179.372 53.501 Factor de f.d. 667 f.d. 10 f.d 400 f.d 400 dilución Destinos del Piruvato Hacia el ciclo de Krebs Conversión de piruvato en etanol en la fermentación en levaduras La reacción de producción de lactato a partir de piruvato  El lactato A nivel de condiciones fisiológicas normales Cuando se realiza ejercicio, las fibras musculares requieren de mayor energía que la obtienen principalmente de los carbohidratos y las grasas; cuando se agotan estos nutrimentos, las células pueden metabolizar carbohidratos almacenados como el glucógeno y lo transforman en ácido láctico. A nivel de la salud humana Un resultado elevado de lactato en sangre indica la existencia de alguna patología que está causando su acumulación. En general, cuanto mayor es la concentración de lactato, más grave es la patología. Si se asocia a hipoxia, un aumento de lactato puede estar indicando que los órganos no funcionan correctamente. Resumen de la Producción de ATP, a partir de glucosa Glucosa 2ATP 2NADH 2ATP 2ATP 2 Piruvato 2 NADH 2 Acetil-Co-A 6 NADH 2 FADH2 2 GTP 2CO2 + H2O Las reacciones anapleróticas El término ”anaplerótico” tiene su origen en el griego antiguo y significa ”rellenar”. Son aquellas que proporcionan intermediarios del ciclo de los ácidos tricarboxílicos (TCA, del inglés) o ciclo del ácido cítrico o ciclo de Krebs. Explicado con un ejemplo, cuando las moléculas del ciclo de Krebs se reclutan para su uso en vías sintéticas, deben reabastecerse de nuevo para que el ciclo pueda seguir funcionando. Las vías y las reacciones que reponen las moléculas de la ruta se conocen como "reacciones anapleróticas". Por ejemplo, la carboxilación de piruvato que forma oxalacetato repone el oxalacetato retirado del ciclo para participar en la síntesis de nucleótidos o en la gluconeogénesis. Las reacciones anapleróticas El término ”anaplerótico” tiene su origen en el griego antiguo y significa ”rellenar”. Hay cuatro reacciones clasificadas como anapleróticas, donde la producción de oxalacetato a partir de piruvato es probablemente la más importante fisiológicamente: El ciclo de Cori es un ciclo metabólico que consiste en la circulación cíclica de la glucosa y el lactato entre el músculo y el hígado. Las células musculares se alimentan principalmente de glucosa de sus reservas glucogénicas y sobre todo de la que llega a través de la circulación sanguínea procedente del hígado. Durante el trabajo muscular, en presencia de una gran actividad glucogenolítica anaeróbica, se producen grandes cantidades de lactato, que difunde a la sangre para ser llevado al hígado. Ello se debe a que las células musculares carecen de la enzima glucosa-6- fosfatasa, por lo que la glucosa fosforilada no puede salir a la circulación. El lactato en el hígado es convertido nuevamente en glucosa por gluconeogénesis, retornando a la circulación para ser llevada de vuelta al Figura: Esquema del ciclo de Cori. Las flechas en rojo músculo. muestran el sentido de las reacciones metabólicas que Representa la integración entre tienen lugar en el ciclo en un estado de esfuerzo físico. la glucólisis y gluconeogénesis de diferentes Las verdes indican las reacciones que tienen lugar en tejidos del cuerpo. Descrito en 1929 reposo por Bernardo Houssay, Gerti y Carl Cori (ganadores del premio Nobel de Medicina y Fisiología, 1947). Bioquímica QM-105 Fecha: 16 oct 2024 Entrada de otros azucares en la glucólisis Epímero En química, un epímero es un estereoisómero de otro compuesto que tiene una configuración diferente en uno solo de sus centros estereogénicos. Cuando se incorpora un epímero a una estructura en anillo, es llamado anómero. Los epímeros ocurren con frecuencia en los carbohidratos, por ejemplo la D- glucosa y la D-manosa difieren en C2, el primer átomo de carbono quiral, por lo tanto son epímeros en C2. Presente en plantas y hongos La galactosa y la glucosa son epímeros en el carbono 4:  Maltosa (Disacárido) α 1-4 Celulosa (Polisacárido) β 1-4 * Distinguir en carbohidratos los enlaces α 1-4 y β 1-4. Glucógeno Enlaces : α1-4 α1-6 Almidón shttps://alevelbiology.co.uk/notes/starch/#2-amylose Celulosa Enlaces ? Celulosa  Lactosa (Galactosa) (Glucosa) Entrada de otros azucares a la glucólisis Entrada de glucógeno dietética, almidón, disacáridos, y hexosas en la fase preparatoria de la glucólisis 2 2 Conversión de fructosa a dos moléculas de gliceraldehido 3-fosfato La glucosa 6-fosfato está en una posición central en el metabolismo de los carbohidratos en el hígado. BIOQUIMICA * Explicación de cálculos de laboratorio * Terminación de temática // cadena transportadora de electrones. * Fecha próxima de examen parcial 2 (6 de nov 2024) * Tarea /// de esta también se harán preguntas en el examen parcial /// Fecha: 30 oct 2024 Laboratorio 7: Determinación de proteínas y uso de espectrofotómetro Método de lecturas a una longitud de onda de 280 nm ug/mL ug/mL OD 1 100 100 0.068 2 200 200 0.145 3 300 300 0.236 4 500 500 0.339 5 1000 1000 0.682 Método de Bradford (595 nm) Concentraciones Concentraciones Grupo del lunes Grupo del Martes G Lunes G Martes ug/mL ug/mL 1 9 1 1.5 2 X 2 3 3 18 3 4 4 27 4 7 5 54 5 1.4 Para el cálculo de las muestras de concentración desconocidas y = 0.0007x + 0.0123 Ejemplo: (Grupo Jeizel) Valor obtenido de la muestra = OD y = OD OD = 0.647 x = Concentración (ug/mL) OD = y Despejar “x” => x = (y – 0.0123) / 0.0007 y = 0.0007x + 0.0123 Reemplazar (y) en la ecuación de la recta: X (ug/mL) = 906.7 ug/mL Transporte de electrones y fosforilación oxidativa  Las tres etapas de la RESPIRACIÓN CELULAR El catabolismo de las proteínas, grasas y Vías catabólicas carbohidratos Catabolism of proteins, fats, and carbohydrates in the three stages of cellular respiration. Stage 1: oxidation of fatty acids, glucose, and some amino acids yields acetyl-CoA. Stage 2: oxidation of acetyl groups in the citric acid cycle includes four steps in which electrons are abstracted. Stage 3: electrons carried by NADH and FADH2 are funneled into a chain of mitochondrial (or, in bacteria, plasma membrane- bound) electron carriers—the respiratory chain—ultimately reducing O2 to H2O.This electron flow drives the production of ATP. La mitocondria ATP Sintasa ¿Qué contiene la membrana interna mitocondrial? ¿Qué caracteriza a la membrana interna, respecto a la facilidad para que las sustancias la atraviesen? R: Es impermeable a pequeñas moléculas, iones e incluso a H+ ¿Qué contiene la matriz mitocondrial? SECCIÓN DE UNA MITOCONDRIA MODELO QUIMIOSMÓTICO Matriz (Lado N) ¿Cómo se genera la fuerza motriz que permite la síntesis de ATP en las mitocondrias? Para que se lleve a cabo la síntesis de ATP por la ATP sintasa, debe haberse una fuerza motriz que permita el movimiento de las subunidades de la enzima. La fuerza motriz se produce con el paso de los protones H+ desde la matriz al espacio intermembrana y esto crea una presión y cambio de pH. Cadena transportadores de electrones t funcionamiento de la ATP sintasa https://www.youtube.com/watch?v=LQmTKxI4Wn4 Matri SECCIÓN DE UNA MITOCONDRIA MODELO QUIMIOSMÓTICO Matriz (Lado N) Complejo I: NADH deshidrogenasa. Complejo II: Succinato deshidrogenasa / Ubiquinona. Complejo III: Complejo Citocromo b-c1 o Citocromo reductasa. Complejo IV: Citocromo C-Oxidasa. Transportadores de electrones en las mitocondrias Relación P/O: Es el número de moléculas de ATP sintetizadas por par de electrones transportados a través del transporte electrónico. Ejemplo: P/O = 2, para FADH P/O = 3, indica que se produce 3 moles de ATP por mol de NADH oxidado Ecuación equilibrada para la oxidación mitocondrial de NADH: NADH + 4H+ + 1/2O2 + 3 ADP + 3Pi NAD+ + 4 H2O + 3ATP  Exergónica - 220.08 kJ/mol Endergónica + 30.54 kJ/mol ¿A qué se refieren los términos exergónicos y endergónico? Citrocromo c (Cit c): Transfiere los electrones entre los complejos III y el complejo IV. Coenzima Q (CoQ): Transfiere los electrones entre los complejos I y el complejo III. También transfiere los electrones del complejo II al complejo III. Intermembrana (Lado P) Matriz (Lado N) Acción de algunos inhibidores del transporte de electrones Nota: En este diagrama se puede observar donde tienen efecto diferentes inhibidores de la cadena transportadora de electrones o fosforilación oxidativa. Para tarea: // Las temáticas abordadas en la tarea serán preguntadas en el examen parcial // Diabetes (Día mundial de la diabetes (14 de noviembre). El Día Mundial de la Diabetes se convirtió en un día oficial de las Naciones Unidas en 2006 con la aprobación de la Resolución 61/225 de las Naciones Unidas. ) Diabetes tipo 2 Se estima que 62 millones de personas en las Américas viven con Diabetes Mellitus (DM) tipo2. Este número se ha triplicado en la Región desde 1980 y se estima que alcanzará la marca de 109 millones para el 2040, según el Diabetes Atlas (novena edición). La prevalencia ha aumentado más rápidamente en los países de ingresos bajos y medianos que en los países de ingresos altos. La diabetes es una de las principales causas de ceguera, insuficiencia renal, ataques cardíacos, derrames cerebrales y amputación de miembros inferiores. La diabetes mal controlada aumenta las posibilidades de estas complicaciones y la mortalidad prematura. Además, las personas con diabetes tienen mayor riesgo de presentar enfermedades cardiovasculares y tuberculosis, especialmente aquellas con mal control glucémico. A nivel mundial, entre 2000 y 2016, hubo un aumento del 5% en la mortalidad prematura por diabetes. En las Américas, en 2019, la diabetes fue la sexta causa principal de muerte, con un estimado de 244,084 muertes causadas directamente por la diabetes. Prueba de hemoglobina glicosilada (HbA1c) => ¿Qué nos indica? Diabetes (OPS) https://www.paho.org/es/temas/diabetes https://www.paho.org/es/temas/diabetes https://iris.paho.org/bitstream/handle/10665. 2/57850/OPSNMHNV230028_spa.pdf?sequen ce=1&isAllowed=y https://www.paho.org/es/documentos/perfil-carga-enfermedad-por-diabetes-2023- panama  Acceso youtube Diabetes tipo 1 https://www.youtube.com/watch?v=82Abxr8HPoo Diabetes tipo 2 https://www.youtube.com/watch?v=iIL-uC4f87U Tarea. Temática sobre metabolismo (2do Parcial) Fecha de entrega: Miércoles 6 de noviembre 2024. (25 Pts) Parte 1. 1. ¿Explique cómo el ATP funciona como moneda energética? 2. ¿Cómo se conectan la glucólisis, el ciclo de Krebs y la cadena transportadora de electrones? 3. ¿Qué ocurre con la glucosa en el cuerpo cuando no se requiere de inmediato? 4. ¿Qué es la gluconeogénesis y en qué situación se activa? 5. ¿Cuál es el papel del glucagón en la regulación de la glucosa en sangre? 6. ¿Qué efecto tiene la hormona adrenalina sobre el metabolismo en situaciones de estrés? 7. ¿Cómo afecta el hipotiroidismo al metabolismo? Parte 2. Sobre diabetes tipo I y II. 8. ¿Cómo influye la insulina en el metabolismo de los carbohidratos? 9. ¿Establezca la diferencia metabólica fundamental entre la diabetes tipo I y II? 10. ¿Cómo afecta la deficiencia de insulina en el cuerpo de una persona con diabetes tipo I? 11. ¿Cuál es el papel de la resistencia a la insulina en la diabetes tipo II y cómo altera el metabolismo de la glucosa?