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Carbohidratos y Glicobiología Flashcards

1
Q

Función de los carbohidratos (5)

A

+ Fuel: oxidized in central energy-yielding pathways
+ Starch granules (amylopectine & amylose)
+ Protective & structural: Cell walls and lubricant of skeletal joints
+ Recognition and adhesion (beteween cells and between infectious organisms and cell)
+ intracellular signals (direct proteins and lipids to intracell location)

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2
Q

Glucosa vs Glucógeno

A

Glucosa: Monómero que proviene de los carbohidratos. Unida por enlaces covalentes.

Glucógeno: polisacárido ramificado que es la forma de almacenamiento de la glucosa. Unido por 2 enlaces: alpha-1,4 y alpha-1,6 glicosídicos

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3
Q

¿Dónde y cómo se almacena el glucógeno?

A

En el hígado (7% del peso húmedo) y músculos esqueléticos

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4
Q

Glucógeno vs Amilopectina vs Almidón vs amilosa

A

Amilopectina y almidón son formas en que PLANTAS almacenan glucosa:

Amilopectina (polisacárido) está compuesta por amilopectina (ramificada, + abundante) y amilosa (lineal, - abundante)

Almidón está compuesto también por amilopectina y amilosa, en diferentes cantidades.

Glucógeno es en animales, MUCHO + ramificada que las anteriores –> + puntos de acceso p enzimas –> + facil y rápida obtención de E

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5
Q

Por qué la célula almacena en formato de glucógeno?

A

1) La energía libre para toma de glucosa sería muy alta

2) Glucógeno es insoluble en agua –> no contribuye a osmolaridad
Glucose inside monomeric (0.4M)
Outside cell (0.005M)

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6
Q

Whats the conformation of bacteria peptidoglycan and why is lysozyme used for killing bacteria?

A

+ Cadenas de glicanos: compuestas de N-acetylglucosamine (NAG) y N-acetylmuramic acid (NAM) intercalados. Finalizan por un azúcar final reducido, unidas por enlaces beta-1-4

+ Pentaglicine crosslinks cadenas cortas de AA attatched a los azúcares.

Lisozyma hidroliza enlaces glicosídicos beta1-4

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7
Q

How are carbs encoded? What can they encode for (3) ?

A

+ Cell-cell interaction
+ intracell targeting
+ tissue development

–> Lectins (proteins found in all organisms) that bind to carbs

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8
Q

¿Cómo se relaciona la lectina con el movimiento de los linfocitos hacia el local de la infección?

A

Linfocito constantemente “rodando” gracias a adhesion temporal y leve con proteínas P-selectina (posee ligandos p integrina lectina y P-selectina). Tiene afinidad muy high con lectina, por lo que al hallarla (en local de inflamación) se adhiere muy duro.

HIV virus & some bacteria use lectins or other binding to oligo

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9
Q

Por qué no existe vacuna para el HIV? o H1N1?

A

El virus emplea el mecanismo de glicosilación del huésped p proteger sus proteínas de reconocimiento con un envelope de glicoproteínas de células de defensa

La secuencia del envelope del virus (ENV) sufre mutaciones muy rápidamente

Componentes glicanos del virus son re ubicados, resultando en impedimiento estérico

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10
Q

Give an example of glycobiology in action in a cell-cell recognition mechanism

A

+ Lymphocite rolling (P-selectina y Lisozyme)
+ Entry of viruses/bacteria/others

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11
Q

Give and example of internal cell signaling or metabolic signaling by carbs

A

Fructosa 2,6 biphosphato –> importante regulador de glicólisis o gluconeogénesis

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12
Q

W

Whats the formula of glycolisis and how much free energy does it hold?

A

Glucose –> 6CO2 + 6H2O
deltaG’° = -2840kj/mol

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13
Q

Give 3 reasons why glucose is sooooo amazin

A

+ holds a lotta free energy
+ can be stored in polimeric form
+ Important to obtain C skeletons for other molecules anabolism (ej: Carbon for AA, nucleotides, membrane lipids)
+ Many pathways for it’s utilization

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14
Q

¿What are the 4 main pathways in organisms for glucose utilization?

A

+ Oxidation via pentose phosphate
+ Oxidation via glycolisis
+ Storage (glucógeno, sucrose, almidón)
+ Sintesis de polímeros estructurales

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15
Q

¿Dónde ocurre y cuáles son los productos de la glicolisis?

A

Citosol

2 pirivatos + 2h2O + 2NADH + 2ATP + 2H+

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16
Q

¿Cuántas y cuales son las fases de la glicolisis?

A

10 pasos, divididos en 2 fases

+ 5 primeros pasos: preparación, 2 ATP se usan p obtener energía libre de los intermediarios (glucosa en gliceraldehído-3-P)

+ 5 pasos siguientes: fase de generación de ganancia

4 ATP y 2 NADH se producen

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17
Q

Qué es lo que se conoce como “substrate level phosphorilation”?

A

Obtención de energía mediante ATP sin la necesidad de involucrar el electron transport chain

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18
Q

¿Qué mecanismo evita que los intermediarios de la glicólisis salgan de la célula?

A

No existen transportadores para azúcares fosforilados en la membrana –> solo producto inicial (glucosa) y final (piruvato) no son fosforilados

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19
Q

¿De dónde vienen los grupos P con los que se produce ATP?

A

1) Intemediarios altos en E de la glicólisis que poseen +1 grupos P y los donan

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20
Q

Ordene los siguientes compuestos entre más altos y más bajos en energía: Glu-6-P, Glycerol, Phosphocreatine, Phosphoenolpyruvate, 1-3-Biphosphoglycerate

A

De mayor a menor:
1) Phosphoenolpyruvate
2) 1-3-biphosphoglycerate
3) Phosphocreatina
4) Glu-6-P
5) Glycerol

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21
Q

¿Qué asegura que una reacción, a pesar de endergónica, continúe a ir hacia adelante?

A

-Endergónicas requieren un impulso extra de energía p ir forward –> siguiente paso de reacción es MUY espontáneo

as soon as R2 ends, since R3 is so spontaneous, it happens so quickly that the chain keeps going

Le Chatelier → lack of product generates more, lack of subtract generates more
therefore,* an endergonic reaction reduces [P] → quick equilibrium by reaction that increases [P] again*

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22
Q

Describa el primer paso de la glicólisis (preparatory phase)

A

Recursos: Hexoquinasa, 1 ATP, Mg2+

Hexoquinasa fosforila la glucosa mediante ATP –> “mete” la glucosa en la célula

Reversible bajo condiciones intracelulares

Exergónica

Mg2+ necesario p proteger molécula de carga negativa del ATP y permitr el ataque del hidroxilo (wtf)

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23
Q

Describa el segundo paso de la glicólisis (preparatory phase)

A

Recursos: Mg2+, phosphohexose isomerase

Phosphohexose isomerase turns Glu-6-P en Fructose-6-P

Reversible

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24
Q

Describa el tercer paso de la glicólisis (preparatory phase). ¿Por qué es el primer “comitted” step of glycolysis?

A

Recursos: PFK-1

PFK-1 fosforila 2da vez fructose-6-P into fructose 1,6-biphosphate

First committed step por que fructose 1,6-biphosphate SOLO puede ser usado en la glicólisis

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25
Describa el cuarto paso de la glicólisis (preparatory phase). ¿Qué intermediario importante se crea aqui? ¿Es el primer paso endergónico????
Recursos: aldolasa Aldolasa "rompe" fructosa 1,6-biphosphate en 2 compuestos distintos que lowkey valen verga (uno es Gliceraldehído-3-P) Reversible a pesar de endergónica (not muy endergónica en cell conditions)
26
Describa el quinto paso de la glicólisis (preparatory phase).
Recursos: Triose phosphate isomerase Triose phosphate isomerase converts DHAP y G3P (éste será utilizado)
27
Describa el sexto paso de la glicólisis (pay off phase).
Recursos: Gliceraldehído-3-P deshidrogenasa 1era high energy conserving react --> Gliceraldehído-3-P deshidrogenasa convierte G3P en 1,3-biphosphoglycerato Genra NADH Endergónica
28
What does "high energy conserving reaction" mean?
Reacción en la que se captura una alta cantidad de E, en una molécula como ATP o NADH (se genera ATP o NADH)
29
¿Qué pasos de la glicólisis son endergónicos?
4to, 6to, 8vo, 9no
30
Describa el séptimo paso de la glicólisis
Recursos: phosphoglicerato kinasa, Mg2+ 2da highg energy conserving react --> Phosphoglicerato kinasa crea ATP
31
Qué pasos de la glicólisis generan moléculas energéticas netas?
6to: NADH 7mo: ATP 8vo: 2-phosphoglycerate 10mo: ATP
32
Describa el octavo paso de la glicólisis
Recursos: phoshphoglicerato mutasa 3-phosphoglicerato a 2-phosphoglicerato Se genera high energy intermediate: 2-phosphoglicerato Endergónica
33
Describa el noveno paso de la glicólisis
Recursos: enolasa 2-phosphoglicerato a phosphoenolpiruvato Endergónica
34
¿El piruvato es una molecula de alta energía?
NO
35
Describa el décimo paso de la glicólisis
Recursos: piruvate kinase Producción de ATP por piruvato kinase Irreversible dentro de la célula Regulada (substrate level phosphorilation) Piruvato primero en forma de enol, luego SIN ENZIMAS se convierte en keto form
36
¿Qué es la tautomerización del piruvato?
Su conversión de la forma enol a keto en el décimo paso de la glucólisis --> enol es inestable, se reduce [producto] y la reacción se mueve forward. Reacción altamente exergónica, muy espontánea
37
Qué sucede segun el principio de Le Chatelier al remover [producto]?
la reacción se equilibria de forma a producir más producto --> mas espontanea
38
¿Cuál es la ecuación de la glicólisis?
Glucose + 2NAD+ + 2ATP + 2Pi --> 2 piruvato + 2 NADH + H+ + 2ATP + 2H2O
39
Cuántos ATP se generan en substrate level y en qué pasos de la glicólisis ocurre?
2 ATP generados en pasos 7 y 10
40
¿Qué relación se puede establecer entre glucose levels in blood y cáncer?
+ cancer cells have few mitochondria --> depend on substrate level phosphorilation + en tumores, glucose uptake es 10x más + enzimas de la glicólisis son biomarkers + increase in mRNA synthesis
41
What are the 3 ways in nature to produce ATP?
+ Photosynthesis + Oxidative phosphorilation (electron chain) + Substrate level phos
42
Cuáles son los "gastos" y ganancias netas de la glicólisis?
+ gastos: 2 ATP, 2 NAD+, 1 glucose + ganancias: 2 ATP, 2 piruvatos, 2 NADH
43
Describa el uso del ATP en la “fase preparatoria” y en la “fase de generación de energía” (“fase de ganancia”) de la glucólisis.
Fase preparatoria: Step 1 (uso de ATP para fosforilar glucosa y sus derivados) y step 3 (fosforilación de fructosa 6 phosphate en fructosa 1,6-biphosphate.
44
Enumere las funciones de la fase oxidativa de las pentosas fosfato
1) tejidos de rápida renovación celular usan esta ruta p generar + RNA + DNA + CoA + NAD + FAD 2) Reducir NADPH y NADH (para fatty acdids synthesis) 3) Cells exposed to ROS use this pathway to produce NADPH for reduction (generar equilibrio y protegerse del daño oxidativo)
45
(por si acaso) cual es la función de Hemagglutinin en vírus
Proteína que se anlca a la membrana celular, así "jalando" ambas membranas y permitiendo que se fusionen y el virus entre a la célula
46
Nombrar tres enfermedades genéticas que brindan protección contra la malaria, y cuya prevalencia coincide geográficamente con regiones donde la malaria es endémica
1) Deficiencia de glucosa-6-P deshidrogenasa (vida del eritrocito + corta), coincide con prevalencia en Chocó 2) anemia falciforma (eritrocito mas debil al ser infectado x parásito). hetercigotos ok, homocigotos FALLECENNNNN 3) Esferocitosis hereditaria 4) Talasemia (hereditaria, incorrecta producción de hemoglobina, eritrocitos con menor vida y menos condiciones de soportar al parásito)
47
Por qué deficiencia de G6PD (Glucosa-6-P deshidrogenasa) está relacionado con resistencia a la malaria??
Esta enzima es la primera a catalizar en la ruta de las pentosas phosphate (ribosa-5-P y NADPH --> especie reducida usada p generar equilibrio redox frente a ROS attack) Si no estan estos reducidos, ROS causan peroxidación en lípidos de membrana --> eritrocitos mas débiles --> menos vida util --> menos tiempo p maduración del parásito
48
Cuáles son las formas oxidadas y reducidas de NAD??
Oxidada: NAD+ Reducida: NADH
49
Qué son los ROS y de donde verga salen
Si oxígeno no recibe 4 electrones (full valencia) del complejo IV --> espécies reactivas, pueden quitar electrones de lipidos, DNA, proteínas...
50
Cómo la célula elimina los ROS??
usa moléculas reducidas como NADPH y glutatión para generar equilibrio redox --> G6PD es escencial p reducir NADPH y GSH
51
¿Qué es un indicador de si se empleará la glu-6-P para hacer pentosas o para degradarla en energía?
High [NADPH] --> glucolisis Low [NADPH] --> pentose p.
52
Una ventaja y una desventaja de la deficiencia de G6PD
Ventaja: proteccióna ante malaria Desventaja: mayor susceptibilidad de las células a peroxidación de lípidos de membrana, por ende a hemólisis
53
En qué se emplea el NADPH producido en la pentose phosphate pathway?
1) Biosynthesis 2) reduction of ROS
54
# feeder pathways for glycolisis Como ingresan los carbohidratos que no son glucosa al metabolismo?
Glucógeno y almidón: glucógeno fosforilasa los parte en glucosa Disacáridos: hidrolizados en monómeros Monosacáridos: entran en diferentes puntos de la glicólisis
55
Qué es un azucar reductor?
Que una parte de los anillos se pueda volver lineal: actúa como agente reductor debido a presencia de grupo aldehído (-CHO) o cetona (-CO-)
56
Qué es un carbono anomérico?
El carbono en el azúcar adherido al grupo cetona o aldehído
57
Qué es un extremo reductor en un azúcar?
Un carbono anomérico libre en un extremo del azucar
58
Cómo se caracteriza un azucar no reductor?
No posee grupos hemiacetales y por ende permanece en su forma cíclica 4eva (no puede linealizarse, sin cetonas o aldehídos)
59
Qué azucares son reductores y no reductores?
Reductores: + glucosa + fructosa + galactosa + maltosa + lactosa No reductores + sucrosa + trehalosa + almidón + celulosa + glucógeno
60
Cómo sucede el breakdown del glucógeno?
Enzima glucógeno fosforilasa remueve los resíduos de glucosa del extremo terminal no reductor de una cadena de glucógeno (wtf)
61
Explique en términos simples la intolerancia a la lactosa
1) lactasa se va a la verga 2) lactosa pasa a intestino grueso 3) bacterias lo convierten en productos tóxicos 4) diarrhea y dolor etc
62
¿Qué es el complejo piruvato deshidrogenasa y por qué es importante?
Paso que conecta glicólisis con ciclo de krebs --> conversión piruvato a acetyl-coA 1) piruvato deshidrogenasa (E1): descarboxilación de piruvato previamente carboxilado en la glicólisis 2) transferencia grupo acetil a coenzima A 3) producción NADH sucede en mitocondria en eucariotas irreversible 5 cofactores
63
Donde ocurren: ciclo de krebs, complejo piruvato deshidrogenasa y glicólisis en eurcariotas y procariotas
Eucariotas: + Ciclo de krebs: matriz mitocondrial + glicólisis: citosol + complejo piruvato deshidrogenasa: matriz mitocondrial Procariotas: toda la vaina en el citosol
64
Qué porcentaje de oxidación de la glucosa ocurre en la glicólisis y cuánto en comp. piruvato deshidrogenasa y ciclo de krebs?
glicólisis: 5% CPD y ciclo de krebs: 95%
65
Cuántos ATP se forman en la oxidación de una molécula de glucosa via la **glucólisis**, **piruvato deshidrogenasa**, **ciclo cítrico, y fosforilación oxidativa**
ganancias netas: + glicólisis: 2 ATP + Piruvato deshidrogenasa: 2 NADH (cada NADH aprox equivale a 2.5 ATP) == 5 ATP + ciclo de krebs:
66
Cual es la enzima del ciclo de krebs que también actúa en la cadena de electrones?
Succinate dehidrogenase, en el complejo II ## Footnote (también dihidrolipoil deshidrogenasa y NADH)
67
¿Qué ventajas pueden tener los complejos enzimáticos (como el CPD) en comparación con enzimas independientes?
+ distancia corta entre subsrtatos permite la canalización de un substrato a otro (minimiza reacciones accidentales) + regulación de la actividad de 1 subunidad regula todo el complejo
68
Cuáles son los cofactores involucrados en el complejo piruvato deshidrogenasa
1) NAD: transporte de equivalentes reducidos (NADH) 2) FAD: transporte de equivalentes reducidos (FADH) 3) Thiamine phosphate (TPP): cleave adjacent carbonyl groups 4) Coenzima A: transportar grupos acyl 5) Lipoate: transportar grupos acilo y transferir átomos de H
69
Cuál es la función de FAD (oxidado)?
Transportar intermediarios reducidos equivalentes (ej: FADH+ y FADH2)
70
Cuál es la función de NAD (oxidado)?
transportar intermediarios reducidos equivalentes (ej: NADH)
71
Función de la enzima TPP (piruvato deshidrogenasa complex)
Thiamine phosphate (TPP): cleave adjacent carbonyl groups
72
Función Coenzima A en CPD
Coenzima A: transportar grupos acyl
73
Función cofactor Lipoate en CPD
Lipoate: transportar grupos acilo y transferir átomos de H
74
Enzimas que conforman el CPD
1) piruvato deshidrogenasa 2) dihidrolipoil transacetilasa 3) dihidrolipoil deshidrogenasa
75
Cuántos pasos tiene el ciclo de krebs y cuántos de esos son oxidaciones?
8 pasos, 4 son oxidaciones 1 paso produce fosforilación a nivel de substrato
76
Productos del ciclo de krebs
1 FADH2 3 NADH 1 GTP o ATP 4-5 intermediarios de carbono que se usan en otras rutas para biosinthesis
77
Según le chatelier la acoplación de una reacción endergónica a una exergónica keeps the reaction forward. Cuál es el factor exergónico en el ciclo de krebs que cumple con esto?
formación de intermediario super energetico Thioester. El rompimiento de este enlace con AcetylCoA (conversión de SuccinnylCoA a succinato) libera mucha energía --> en este paso se forma ATP
78
Defina gluconeogénesis, dónde ocurre y cuándo
Proceso p convertir piruvato (o relacionados) a glucosa Principalmente en el hígado (glicólisis principalmente en músculo y cerebro) Ocurre entre comidas, en ayuno, o durante deporte intenso
79
Cuáles son los 3 "desvíos" (diferencias en la ruta metabólica) de la gluconeogénesis en comparación a la glucólisis?
Glicólisis: phosphoenol piruvato --> piruvato Gluconeogénesis: piruvato --> oxalacetato --> phosphoenolpiruvato
80
Cuál es el mecanismo que regula si se lleva a cabo glicólisis o gluconeogénesis?
Una enzma fructosa 2,6-biphosphate estimula lal glicólisis (insulina alta, glicólisis, glucagón alto, gluconeogénesis)

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