Metabolismo y ATP Flashcards
Bioquímica:
Estudia las rx de la vida y las moléculas que la llevan a cabo.
Metabolismo:
Conjunto de rxns químicas que lleva a cabo la célula para mantenerse viva.
Característica de la vida que conlleva procesos químicos. Dividido en rutas metabólicas.
Vía/Rutas metabólicas:
Serie de Rxs llevadas a cabo por enzimas para obtener un producto específico.
El metabolismo se divide en:
y qué hacen:
Anabolismo y Catabolismo
catabolismo: Destruye moléculas y macromoléculas. Produce ATP y NADHP. Es oxidativo y divergente.
anabolismo: Construye moléculas y macromoléculas. Consume ATP y NADHP. Es reductivo y divergente
NADHP (nombres):
Nicotinamida adenina dinucleótido o poder reductor
Divergente y Convergente:
Divergente: A partir de un punto podemos llegar a todos lados.
Convergente: Varias vías pueden llegar a un punto
EL metabolismo se clasifica en 2 de acuerdo a su IMPORTANCIA
Importancia, llamados 1 y 2
Primario: La célula no puede vivir sin él, es esencial.
Secundario: La célula puede vivir sin él, pero lo usa para generar productos para otras rxs y le confiere ventajas competitivas.
(El hongo produce penicilina para matar bacterias).
Metabolismo Central (primario):
- Glucolisis
-PDH
-Kerbs
-Cadena respiratoria
Rutas metabolicas se dividen en 2 de acuerdo a su requerimiento de energía (espontaneidad )
4 características
1) : Libera energía, exotérmico, espontaneo, oxidaciones.
2) Endergónicas: Consume energía, endotérmica, no espontaneo, reducciones.
Oxidación y Reducción en la comida (ejemplo)
Todo lo que comemos se oxida y si comemos de más lo reducimos y guardamos.
Quemar calorás es oxidarlas para liberar enrgía y
poder llevar a cabo todos los procesos.
Características de las rutas metabolicas (5)
1) Estan fuertemente reguladas: La célula nunca va hacer nada si no obtiene beneficios o si no lo necesita lo mata.
2) Tienen un paso comprometido son fuertemente exergónico: Los procesos irreversibles son exergónicos y liberan mucha energía libre de Gibbs. (Un papel no vuelve a ser igual después de ser quemado)
3) Estan localizados. Si hay muros son los organelos.
4) Anabolismo está separado del catabolismo
5) Ley de oferta y demanda: Solo mantiene vivo lo que le sirve.
DG°’ Energía de gibbs
Energía disponible para realizar un trabajo. Criterio de espontaneidad.
De cómo la segunda ley de la termodinámica nos ayuda a determinar si un proceso será espontáneo y el uso de los cambios en la energía libre de Gibbs para predecir si una reacción será espontánea en uno o en otro sentido (o si estará en equilibrio).
DG= DH - T(DS)
Simple- Complejo
Complejo- Simple
Anabolismo
Catabolismo
Espontaneo:
Que se puede llevar a cabo termodinamicmente una rxn.
Si le doy energía ya no es espontaneo.
La muerte es espontanea, parte de la vida.
Moneda energética de la célula:
ATP
Estable para sintetizarlo y tenerlo en la célula pero lo suficientemente inestable para que cuando se rompe libere energía. (explosivo)
Naturaleza del ATP
El ATP es inestable, y busca estabilizarse y liberar energía y nosotros ocupamos esta inestabilidad como energía para nuestros proceso químicos.
Los é excitados liberan energía, luz (fotones) al estabilizarse despues de haber estado inestabilizado.
Acompañante del ATP
Viene acomplejado de un catión llamado Mg2+
El ATP tiene exceso de cargas:
Negativas. δ-
El ATP tiene fosfatos
El fosfato no se encuntra cómodo en el ATP, busca salir de ahí, entonces llega el H2O, va a hidrolizar el enlace libernado ADP y y el fosfato va a estabilizar sus cargas por resonancia y esferas de solvatación.
El ATP se estabiliza mediante:
- Resonancia
- Solubilidad
El fosfato va a ser solvatado liberando energía.
AG°=-30.5 kg/mol
DG°’ Desprecia:
’ concentración de [H2O y Mg] y pH
El fosfato en el ATP y su estabilidad:
aún así es resonante pero exsiste una competencia de resonancia. Lo que hace que no sea tan etable. Por eso quiere salirse. Para solvatarse y tener resonancia sin competencia.
Hibrido de resonancia más estable.
~ Enlace de alta energía
FALSO
No significa que un enlace haya liberado micha energía la romperse.
Se necesita la misma energía para formar o romper un enlace.
~ significa que es la energía que libera alguna molécula al estabilizarse. Su estabilidad genera energía. (Pi =fosfato)
DG°’
-RTlnKeq
-R
Keq
DG°’
> 1.0 es espontaneo
1.0 en equilibrio
<1.0 no espontaneo
DG°’ Negativo espontaneo
DG°’ y Keq = relacionados
DG°’ Postivo No espontaneo
Keq muy grande favorece productos y Keq chico favorece a los reactivos
Acoplado
La célula hace que procesos no espontáneos se vuelvan espontaneos a traves del acomplamiento con la hidrolización de ATP.
Entonces la hidrolisación del ATP aumenta su espontaniedad brutalmente y la vida se pueda llevar a cabo.
explosivilidad e inestabilidad
la explosividade depende de la estabilidad de los pruductos. Y la inestabilidad de los reactivos
La hidrólisis de ATP
Los productos de la hidrólisis de ATP son muy estables y esta liberación de energía es la que se usa para proseguir haciendo otros procesos.
La hidrolisis libera -30KJ/mol. y al acoplarlo con un proceso no esponateo sube a 843 KJ/mol . Haciendolo un proceso espontaneo.
Qué hace el ATP
Impulsa procesos que no son favorables
Oxidación de la glucosa C6 H12 O6
La glicolisis, oxidación de la glucosa es como se sintetiza el ATP.
Las oxidaciones siempre son
Exergonicas, exotérmicas, espontaneas y liberan energía
Qué pasa en la oxidación de la glucosa?
La Glucosa es estable, pero en su oxidación se libera CO2, el cual es un producto muchisisimo más estable, que se puede encontrar en cualquier parte del universo. Esta estabilidad hace que libere mucha energía.
La vía utilizada por la célula para oxidar la glucosa es la glicolisis.
Qué se genera durante la glicolisis?
Se generan compuestos de alta energía como el BPG: 1,3 Bifosfoglicerato.
Pero el BPG tiene un grupo anhidrido mixto, lo que ocasiona que exista una competencia en la resonancia.
Cómo sintetiza ATP la céulua
Mediante las oxidaciones que son exergónicas y liberan mucha energía, cuya hidrolisis se acopla a la sintetis de ATP.
Las oxidaciones liberan energía (exergónicas) porque se producen compuestos muy estables.
La estabilidad del producto hace que se libere energía y se produzcan compuestos de alta energía.
Qué es Tautomero?
PEP fosfoenolpirivato: de un OH pasa a un carbonilo de cetona. Se cambia de un grupo funcional (gf) a otro.
Molecula especial de alta energía que almacena el músculo?
Fosfocreatina. Aumenta el rendimiento 1 segundo.
O una repetición más.
Por qué no hay resonancia tan fácil en los tioesteres? y por qué son importantes?
Porque el S es menos electronegativo que el O2.
Por que el S está ubicado en el periodo 3. y el O2 en el periodo dos.
Lo que ocasiona q estén en niveles energéticos diferente, por lo que no puede resonar tan fácilmente.
El C y O2 si pueden resonar fácilmente pq ambos están en el mismo nivel energético, mismo periodo. y es más dificil que brinquen los é.
Es importante porque fue clave para el desarrollo del metabolismo.
Carbohidrato más abundante en la tierra
Glucosa C6 H12 O6
Passteur y Otto Bugner
Pasteur dijo que la célula tenía química por sí sola.
Bugner lo descubrió mediante células muertas.
GLICÓLISIS
-Vía metabólica que oxida la glucosa para la producción de ATP y Piruvato.
El Piruvato es más importante que el ATP debido a que este se va a seguir oxidando y generando más energía para las siguientes rutas metabólicas.
-No depende del O2
-Se producen 4 ATP pero se consumen 2 ATP
Fase 1
Preparativa, hexosas, inversión ($ ATP) [1-5]
Se utiliza energía.
1) HEXOCINASA. Fosforilación de la glucosa. Utiliza Mg2+, ATP–>ADP, paso regulado en el miocito, estrategia de captura. Al convertirse en Glucosa-6-(P) ya no puede salir de la membrana celular y ser reconocido por GLUT-2.
La D-Glucosa se fosforila mediante una enzima llamada Hexoquinasa (2) Transferasa. Transfiere un grupo fosfato (P) formando así la Glucosa-6-(P).
2) Fosfoglucosa isomerasa
La Glucosa-6-(P) se convierte en Fructosa-6-(P) mediante la enzima fosfoglucosa isomerasa que es una enzima de isomerización (5). Reversible DG°’ cercano a 0. De aldosa a cetosa
3) Fosfofructoquinasa (PFK-1)
Utiliza Mg2+ como cofactor, ATP–>ADP, paso comprometdido= exergónico, regulado.
Los C ya no salen hasta la formación de piruvato.
La Fructosa-6-(P) se convierte en Fructosa-1,6-bis(P) por la enzima fosfofructoquinasa, que fosforila: transferasa (2).
4) Aldolasa
Condensación Aldorica. la Fructosa-1,6-bis(P) se divide en cetosa (DHAP) dihidroxiacetona y aldosa (GAP) Gliceraldehído-3-(P) mediante la aldolasa que es una enzima (4) Liasa, lleva a cabo mecanismos de eliminación, rompe enlaces.
Rompe a Fructosa-1,6-bis(P) y la convierte en GAP y DHAP.
5) TIM Triosa fostato isomeraza (5).Enzima que transforma el DHAP en GAP, ya que solo continúa en la vía el GAP.
Para qué sirve el Mg2+
Apantalla las cargas negativas ya que las distrae protegiendo así y permitiendo la fosoforilación.
Fase 2
De beneficios, Rendimiento energético, Triosas,
Recuperación de la inversión ($ ATP )
6) Gliceraldehído-3-(P) Deshidrogenasa
Compuesto de alta energía, 2NAD+ + Pi= 2NADH
Oxidoreductasa (1)
2 pasos: el NAD es una coenzima que oxida al GAP
: la molecula oxidada es fosforilada. Se forma un anhidro 1,3 bifosfoglicerato (BPG). que es un compuesto de lata energía. El NAD+ trabaja como agente oxidante.
7) Bisfosofoglicerato cianasa
2 ADP –> 2 ATP, fosforilación a nivel de sustrato (FANS). Es una oxidación sirve para sintetizar un compuesto de alta energía, es decir ATP.
Enzima es bisfosfoglicerato quinasa (2) Transferasa, convierte 1,3 bifosfoglicerato (BPG) en 3-fosfolicerato
8) Mutasa
Enzima de isomerización (5) cambia el gf del C3 al 2C en una misma molécula. de 3-fosfolicerato a 2-fosfolicerato.
9) Enolasa.
Compuesto de alta energía. Favorece la generación de ATP. El 2-fosfolicerato es deshidratado mediante la enzima enolasa (4) Liasa convirtiéndola en PEP fosfoenolpiruvato, el percursor del ácido pirúvico.
(PEP)
10) Priruvato cinasa
2ADP–>2ATP, Mg2+, FANS. El fonsoenol piruvato a través de la enzima piruvato quinasa o cinasa (2)Transferasa, fosforila a través del FANS.
