casos bioquimica

7/23/2019 casos bioquimica

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TEMA 27

1.- ¿ Cuál es el cos te ( grup os fos fato d e energía elevada po r cada glu co sa) de transfo rm ar la

glu co sa en pir uvato a t ravés de la glu co lisis , y de n uevo a g luc os a a través d e la

gl uc on eogénes is?.

2.- La act ividad sim ultánea d e un a reacción g luco neogénica de r odeo y de s u con trapart ida

gluc olítica, da lu gar a h idról isis de A TP sin qu e haya síntesis o d egradación neta de glu co sa. ¿

Cómo se denominan estos c ic los d egradadores de A TP?. ¿ Quéfunción cu mp len?.

TEMA 27

1.- La reacción global de la glucolisis es: Glucosa + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+ → 2 piruvato + 2 ATP + 2

NADH + 2 H+ + 2 H2O La reacción global de la gluconeogénesis es: 2 piruvato + 4 ATP + 2 GTP + 2

NADH + 2H+ + 4 H2O → Glucosa + 2 NAD+ + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi El coste de transformar la glucosa

en piruvato y de nuevo éste en glucosa es la diferencia entre las dos reacciones anteriores: 2 ATP + 2GTP + 2 H2O → 2 ADP + 2 GDP + 4 Pi Por tanto, el coste es de cuatro grupos fosfato de energía

elevada por cada molécula de glucosa.

2.- Dichos ciclos se denominan ciclos fútiles. Parecen cumplir dos funciones principales:

a) Producir calor en los tejidos con actividad metabólica.

b) Proporcionar un medio para conseguir incrementos rápidos e importantes de intermediarios

metabólicos claves. La concentración de fructosa-1,6-bisfosfato es relativamente baja en el músculo

en reposo, ya que su velocidad de formación por medio de la reacción de la fosfofructoquinasa está

compensada por la velocidad de degradación a través de la reacción de la fructosa-1,6-bisfosfatasa

Cuando los requerimientos de ATP aumentan repentinamente, lo cual es detectado por las células

gracias al aumento de concentración del AMP, el flujo a través de la fosfofructoquinasa aumenta,

mientras que disminuye el flujo a través de la fructosa-1,6-bisfosfatasa. Como resultado de este

desequilibrio, la concentración de fructosa-1,6-bisfosfato, y el flujo glucolítico, en general, aumentan

rápidamente de manera notable.

TEMA 26

1.- La adición de una pequeña cantidad de su ccin ato a tej ido m us cular tr i turado estim ula

fuertemente la oxidación d el pi ruvato a d ióxido de carbon o. Si el tej ido se inc uba co n m alonato

la oxid ación del pir uvato se detiene, inclus o aun que se añada su ccin ato. Expl icar est as

ob serv aciones en relación c on el cic lo d el ácid o cítric o.



2.- La descarboxi lac ión d el isoci t rato sucede habi tualmente con oxidación del mism o en la

reacc ión catalizada por la iso citr ato desh idr og enas a. ¿Sería quím icamente razonab le que e

iso citr ato se d escarbo xilar a sin ox idac ión?. ¿Por qué?. (Sugerenc ia: rec uérdese que la

descarboxilación de los β-oxoácid os son reac cio nes o rgánic as com un es)

3.- Los enfermos c on beriberi , un a enfermedad o rigin ada por el défici t d e tiamina, tienen niv eles

san guíneos de piruvato y de α -cetoglu tarato elevado s, en es pecial d espués de c om idas ricas

en g luc os a. ¿Quérelación exis te ent re es tos efecto s y el déficit de t iam ina.

4.- Comparar la estructura de react ivos, productos y co factores necesarios en las reacciones

cataliza das por los complejos piruvato deshidrogenasa y α - cetoglutarato d eshidrogenasa

¿Son los mec an is mos de am bas reac c iones vir tualmente idénticos? . Exp líquel o .

5.- Si un c ul t ivo b acter iano q ue respira act ivamente se incuba b revemente con glucos a-1-14C

y se aíslan l os in term edi ario s g lu co lític os y del ci clo de l ácid o cítr ico, ¿dónde s e hall a el 14C

en cada u no de los interm ediarios q ue relacion an a con tinuación? . Considérese solam ente la

inc orpo rac ión inic ial de 14C en es tas m olécu las.

a) fruc tos a 1-6 bisfos fato.

b) gl icerald ehído-3-fo sf ato .

c) fosfoenolpi ruv ato.

d) aceti l -CoA.

e) citrato.

f) α -cetoglutarato.

g) ox alacetato.

6.- La ruta metabólica de los com pues tos o rgánic os s e ha trazado , frecuentemen te, mediante

el empleo d e un subs trato marcado radiact ivamente, siguiendo el dest ino del átomo marcado .

a) ¿Cómo pod ría determ inar s i la gluc osa añadid a a un a sus pensión de mito co nd rias ais ladas

se metabol iza a CO2 y H2O?. b) Supóngase q ue añade a la mito co nd ria piru vato m arcado en la

po sic ión del metilo . ¿Cuál es la loc alización del 14C en el o xalacet ato d espués d e una vuelta

del cic lo del ácido cítr ico? . Exp líqu ese d esc rib iendo la ru ta del 14C a t ravés d el c ic lo . c)

¿Cuántas vueltas del ci c lo del ácido cítr ico debe ef ec tuar el 14C an tes de que todo el isótopo

se lib ere en f orma de CO2? . Explíqu elo.



TEMA 26

1.- Recuérdese que las mitocondrias de las células del tejido musucular triturado tienen el complejo

enzimático preciso para la descarboxilación oxidativa del piruvato a acetil-CoA, así como los enzimas

del ciclo del ácido cítrico. La velocidad de oxidación del piruvato está determinada por la velocidad a

la que entra el acetil-CoA en el ciclo del ácido cítrico, lo que depende de la disponibilidad de oxalacetato

como aceptar, esto es, el aumento de concentración de oxalacetato incrementa el flujo de acetil-Coa

a través del ciclo. El succinato añadido se puede convertir en oxalacetato por medio de los enzimas

del ciclo y, por tanto, estimula la oxidación del piruvato. El malonato es un inhibidor competitivo de la

reacción de la succinato deshidrogenasa y bloquea la transformación del succinato a fumarato. El

malonato bloquea el flujo de metabolitos a través del ciclo, deteniendo completamente la oxidación del

piruvato.

2.- La descarboxilación del isocitrato precisa que el grupo alcohol del C-2 se oxide primero a carbonilo

La pérdida del CO2. tiene lugar a temperatura fisiológica cuando el anión de carbono resultante

(carbanión) se estabiliza mediante deslocalización de cargas en el carbonilo recién formado.

3.- La tiamina es necesaria para la síntesis del pirofosfato de tiamina, un grupo prostético de los

compejos piruvato deshidrogenasa y α-cetoglutarato deshidrogenasa. El déficit de tiamina disminuye

la actividad de estos enzimas, lo que da lugar a la acumulación de precursores observada.

4.- Ambos complejos contienen tres enzimas distintos y utilizan los mismos coenzimas: pirofosfato de

tiamina ligado a enzima, Coenzima A, NAD+ , FAD y ácido lipoico. Basándose en los cambios

estructurales que tienen lugar, ambas reacciones tienen virtualmente el mismo mecanismo.

5.- a) Marcada en el carbono

b) Marcado en el carbono 3.

c) Marcado en el carbono 3.

d) Marcado en el carbono del grupo metilo.

e) Marcado en el carbono 2 o en el carbono 4.

f) Marcado en el carbono

g) Marcado en el carbono 2 o en el carbono 3.



6.-

a) Para la determinar si la glucosa se metaboliza a CO2 y H2O en las mitocondrias aisladas, sebe

utilizar glucosa marcada en todos los carbonos con 14C, es decir, glucosa marcada uniformemente.

La liberación de 14CO2 indicará que la glucosa se metaboliza a dióxido de carbono.

b) Después de una sola vuelta el oxalacetato estará marcado con 14C en C-2 (50%) o en C-3 (50%)

c) Tras dos vueltas, ninguno de los 14C habrán sido separados por descarboxilación. Los productos

será 25% de 1-14C-oxalacetato, 25% de 3-14Coxalacetato y 25% de 4-14C-oxalacetato. Después de

tres vueltas, la mitad del 14C se habrá separado por descarboxilación, pero el resto estará distribuido

uniformemente entre las cuatro especies de oxalacetato marcado. A cada nueva vuelta del ciclo, se

separará por descarboxilación la mitad de la radiactividad, pero, debido a la simetría de la molécula de

succinato, el marcado estará distribuido en igual medida entre sus cuatro átomos de carbono. Será

necesario, por tanto, un número de vueltas infinito para eliminar completamente por descarboxilación

todo el marcaje de 14C.

TEMA 25

1.- El flujo de piruvato a acetil-CoA está regulado en los tejidos animales por la relación en la

piruvato deshidrogenasa desfosforilada que es activa y la piruvato deshidrogenasa fosforilada

que es inactiva. Determinar qué sucede cuando se trata una preparación de mitocondrias de

músculo de conejo conteniendo piruvato deshidrogenasa con:

a) quinasa de la piruvato deshidrogenasa, ATP y NADH.

b) fosfatasa de la piruvato deshidrogenasa fosforilada y Ca+2 .

c) malonato.

2.- La entrada de piruvato en el ciclo del ácido cítrico y el flujo a través del mismo están

controlados a nivel de varias enzimas. Comparar la utilización del piruvato por los músculos

esqueléticos de un trabajador de oficina sedentario y de un corredor de fondo durante una

maratón.



TEMA 25

1.- El complejo piruvato deshidrogenasa está regulado por modificación covalente e inhibidores

alostéricos. La preparación mitocondrial responde de la manera siguiente:

a) La piruvato deshidrogenasa activa (desfosforilada) se convierte en piruvato deshidrogenasa inactiva

(fosforilada), disminuyendo la velocidad de conversión del piruvato en acetil-CoA.

b) el grupo fosfato se separa de la piruvato deshidrogenasa por hidrólisis enzimática, dando piruvato

deshidrogenasa activa, lo que aumenta la velocidad de transformación de piruvato en acetil-CoA.

c) El malonato inhibe la succinato deshidrogenasa, acumulándose citrato. El citrato acumulado inhibe

la citrato sintasa, acumulándose acetil-CoA. Los niveles de acetil-CoA elevados inhiben a su vez la

piruvato deshidrogenasa, reduciéndose la velocidad de conversión de piruvato en acetil-CoA.

2.- En condiciones sedentarias, la demanda de energía de la musculatura esquelética es mínima, y

las relaciones ATP/ADP y NADH/NAD+ son elevadas. Esto tiene dos efectos sobre la actividad del

compejo piruvato deshidrogena:

a) el enzima se convierte por modificación covalente en su forma inactiva.

b) la parte de forma activa restante es inhibida por los niveles relativamente elevados de ATP y de

NADH. Los niveles de NADH relativamente elevados también inhiben la entrada del acetil-CoA en e

ciclo a nivel de la citrato sintasa. Además, como el nivel de ADP es relativamente bajo, la isocitrato

deshidrogenasa no está estimulada por ADP, acumulándose isocitrato y citrato, el último de los cuales

inhibe posteriormente la citrato sintasa. El efecto neto es la utilización limitada del piruvato por la

musculatura esquelética. Cuando una corredor corre una maratón, la demanda de energía de la

musculatura esquelética aumenta drásticamente, como consecuencia de lo cual dismiminuyen las

fracciones ATP/ADP y NADH/NAD+ , lo que origina un incremento de la actividad de la piruvato

deshidrogenasa debido a que

a) la piruvato deshidrogenasa se convierte en la forma activa (desfosforilada)

b) los niveles de Ca+2 elevados, asociados a la actividad muscular, estimulan la actividad de la piruvato

deshidrogenasa. Los niveles de ADP incrementados estimulan la isocitrato deshidrogenasa que

elimina el citrato acumulado, cesando la inhibición de la citrato sintasa. El efecto neto es que el

metabolismo del piruvato aumenta considerablemente.



TEMA 21

1.- El NADH extramitocondrial debe oxidarse, en condiciones aerobias, por medio de la cadena

de transporte electrónico. Sea una preparación de hepatocitos de rata que contenga las

mitocondrias y todos los enzimas citoplasmáticos. Cuando se añade NADH marcado en C-4

con tritio (3H) la radiactividad aparece rápidamente en la matriz mitocondrial. Sin embargo,

cuando se utiliza NADH marcado con 14C en C-7, no aparece radiactividad alguna en la matriz

mitocondrial. ¿Qué nos dice esto acerca de la oxidación del NADH extramitocondrial por la

cadena de transporte electrónico?

TEMA 24

1.- En la glucolisis hay dos reacciones que precisan una molécula de ATP, y otras dos que

producen una molécula de ATP. Siendo esto así, ¿cómo puede la glucolisis ofrecer, en la

degradación de la glucosa a lactato, una producción neta de dos moléculas de ATP por cada

una de glucosa?.

2.- La glucosa se administra intravenosamente con frecuencia a pacientes como fuente

alimenticia. Dado que la transformación de glucosa en glucosa-6-fosfato consume ATP, ¿por

qué no administrar glucosa-6-P en lugar de glucosa?.

3.- Supongamos que descubre un mutante de levadura cuya vía glucolítica está acortada en un

paso debido a la presencia de un nuevo enzima que cataliza la reacción Gliceraldehído-3-P +

H2O + NAD+ → 3-Fosfoglicerato + NADH + H+ ¿ Cómo afecta esta mutación a la producciónanaerobia y aerobia de ATP?.

4.- Supongamos que mantenemos un extracto muscular en condiciones estrictamente

anaerobias. Si se utiliza como substrato glucosa marcada con 14C en el C-2, ¿cuál será la

localización del 14C en el lactato producido durante la glucolisis?. Explíquelo.

5.- La entrada de la glucosa en la secuencia glucolítica está regulada, en los músculos

esqueléticos, por la hexoquinasa. a) ¿Cómo se controla la entrada de la glucosa por la

concentración de glucosa-6-fosfato?. b) ¿Qué ocurriría con la concentración de glucosa-6-

fosfato si la hexoquinasa no estuviera regulada?. c) ¿Por qué no sería deseable esto último

para las células?.

6.- La adición de 1-14C-piruvato a una preparación de mitocondrias de hepatocitos respirando

rápidamente da lugar a la producción inmediata de 14CO2 por la acción del complejo piruvato

deshidrogenasa. En contraste la adición de 14CO2 a la misma preparación no da lugar a



producción de piruvato marcado con 14C. ¿Por qué?. Explíquelo en relación con la constante

de equilibrio de la reacción.

TEMA 21

1.- La membrana mitocondrial interna es impermeable al NADH, lo que está apoyado en la observación

de que el 7-14C-NADH no aparece en la matriz mitocondrial. Los equivalente reductores procedentes

del NADH extramitocondrial, sin embargo, se transfieren a las mitocondrias vía lanzadera malato-

aspartato. En este proceso, los equivalentes reductores del 4-3H-NADH (en forma de un ión híbrido

procedente del C-4 del anillo del NADH) se transfieren al oxalacetato, y el malato marcado con 3H se

transporta a través de la membrana mitocondrial interna. Una vez dentro, el ión híbrido marcado se

transfiere al NAD+ para formar NADH mitocondrial marcado radiactivamente.

TEMA 24

1.- La entrada de glucosa en la glucolisis precisa en la primera fase, de dos moléculas de ATP,produciéndose dos moléculas de fosfato de triosa. La degradación de cada una de estas últimas

produce, sin embargo, dos moléculas de ATP. En resumen, las dos moléculas de fosfato de triosa

producen cuatro moléculas de ATP por cada una de glucosa que entra en la ruta. Por tanto, la

degradación de la glucosa a dos moléculas de lactato proporciona una ganancia neta de dos moléculas

de ATP.

2.- A pH 7, el grupo fosfato de la fructosa-6-fosfato se encuentra completamente ionizado. Como las

membranas suelen ser impermeables a las moléculas cargadas, la glucosa-6-fosfato no podría pasarde la sangre a los tejidos, y no entraría en la vía glucolítica para generar ATP (ésta es la razón de que

la glucosa, una vez fosforilada, no escape de las células).

3.- El enzima mutante permite cortocircuitar el paso de la quinasa del fosfoglicerato, ya que el

gliceraldehído 3-fosfato se oxida a 3-fosfoglicerato sin que se forme 1,3-bisfosfoglicerato. El mutante

elimina, por tanto, uno de los dos pasos productores de ATP de la glucolisis. Como se necesitan dos

moléculas de ATP para “cebar” la glucosa (las reacciones de la hexoquinasa y de la

fosfofructoquinasa), y solamente se forman dos moléculas de ATP en el mutante en condicionesanaerobias (en la reacción de la quinasa del piruvato), en tales condiciones no hay producción neta de

ATP en este mutante. Cuando el mutante opera en condiciones aerobias, sin embargo, el efecto de la

pérdida de uno de los pasos productores de ATP es mínimo, ya que la mayor parte de la energía de

la glucosa se aprovecha en pasos subsiguientes, durante su oxidación completa a CO2 y H2O.



4.- El carbono radiactivo acaba como lactato C-2. Los intermediarios metabólicos que aparecen están

marcados en el Carbono 2. 2-14C-glucosa; 2-14C-glucosa-6-fosfato; 2-14C-fructosa-6-fosfato; 2-14C-

fructosa-1,6-bisfosfato; 2-14C-gliceraldehído-3-fosfato; 2-14C-dihidroxiacetona-fosfato; 2-14C-1,3-

bisfosfoglicerato; 2-14C-3-fosfoglicerato; 2-14C-2-fosfoglicerato; 2-14C-fosfoenolpiruvato; 2-14C-

piruvato; 2-14C-lactato.

5.-

a) La hexoquinasa está sometida a retroinhibición por su propio producto, la glucosa-6-fosfato. Como

la glucosa-6-fosfato regula a la hexoquinasa, y la hexoquinasa a la entrada de la glucosa, la glucosa-

6-fosfato regula la entrada de glucosa en la glucolisis.

b) La fosfofructoquinasa, un enzima regulado también, regula la conversión de fructosa-6-fosfato en

fructosa-1,6-bisfosfato. Por tanto, si la hexoquinasa no estuviera regulada, pero sí la

fosfofructoquinasa, la concentración de glucosa-6- fosfato se incrementaría drásticamente debido a

dos razones:

1) el equilibrio de la reacción de la hexoquinasa está fuertemente desplazado a favor del producto, y

2) la utilización del producto (glucosa-6-fosfato) estaría restringida debido a que la fosfofructoquinasa

estaría controlando la conversión de fructosa-6-fosfato en fructosa-1,6-bisfosfato.

c) Las concentraciones celulares de glucosa-6-fosfato elevadas no son deseables ya que provocarían

una diferencia de presión osmótica, gastarían inútilmente grandes cantidades de ATP y serían,

probablemente, tóxicas para las células.

6.- La variación de energía libre estándar de la descarboxilación oxidativa del piruvato es de -8,0

kcal/mol. La constante de equilibrio de la reacción indica que el equilibrio está fuertemente desplazado

a favor de los productos. ∆Gº´ = - 2,303 RT log K´eq ; K´eq = 10 – ( -8000/ 2,303(1,93)(298)) = 7,7 x

105 Por tanto, como la reacción inversa está muy desfavorecida, no se forman a partir del 14CO2,

cantidades detectables de piruvato marcado con 14C.

Tema 20 Cuestiones.

10.- Los electrones entran en la cadena de transporte electrónico por transferencia desde e

NADH, y salen por transferencia al oxígeno. La reacción global es la siguiente: NADH + ½ O2 +

H+ ----------> NAD+ + H2O Calcular el potencial de reducción estándar global de esta reacción.

¿Cuántos equivalentes de reducción pasan en la cadena de transporte electrónico del NADH a

un átomo de oxígeno (1/2O2). Calcular la constante de equilibrio a 25ºC de la reacción de la

cadena de transporte electrónico que utiliza NADH como uno de los sustratos.



11.- En la cadena de transporte electrónico hay descenso de energía libre relativamente amplio

Esa energía libre se utiliza para la síntesis de ATP. Calcular la energía libre liberada cuando

pasan, en condiciones estándar, dos electrones del citocromo b al citocromo c1.

12.- Solamente la porción quinona de la ubiquinona sufre oxidorreducciones durante la

transferencia electrónica; la cadena lateral isoprenoide permanece inalterada. ¿Qué función

tiene esa cadena lateral?. 13.- El tratamiento de mitocondrias con ultrasonidos da vesículas

submitocondriales capaces de llevar a cabo tanto el transporte electrónico como la

fosforilación oxidativa. Cuando se tratan esas vesículas con reactivos que hacen sus

membranas porosas, pierden la capacidad de sintetizar ATP. ¿Por qué?. 14.- El tratamiento de

una preparación de mitocondrias con oligomicina inhibe la fosforilación oxidativa. Cuando se

trata la preparación simultáneamente con oligomicina y dinitrofenol, ¿cuál de los siguientes

hechos tiene lugar?

a) Síntesis de ATP.

b) Transporte electrónico con consumo de O2, pero sin síntesis de ATP.

c) Ni transporte electrónico ni síntesis de ATP.

d) Ninguno de los anteriores.

Tema 20. Respuestas.

10.- Consideramos las siguientes reacciones: NADH → NAD + + H + Eó = + 0,32 V ½ O2 + 2 H + +

2 e- → H2O Eó = + 0,82 V Podemos considerar la reacción global siguiente: NADH + ½ O2 + H + →

NAD + + H2O Eó (global) = + 1,14 V Como se transfieren dos electrones a cada ½ O2 se necesitan

dos equivalentes de reducción por átomo de oxígeno. ∆G 0 ´= - n . F .Eó (global) = - 2.( 23062

cal/V.mol)(+ 1,14 V) = - 52,6 kcal/mol ∆G 0 ´= - 2,303 R.T log Kéq Kéq = 10 – ( 53600 /2,303 (1,98)

(298)) = 5,1 X 1038 Este valor tan elevado muestra que el equilibrio de transferencia electrónica del

NADH al Oxígeno está muy desplazado hacia la derecha.

11.- Considerando los siguientes datos: citocromo b (red) → citocr omo b (ox) + e- Eó = - 0,07 V

citocromo c1 (ox) + e- → citocromo c1 (red) Eó = + 0,23 V podemos considerar la siguiente reacción

global citocromo b (red) + citocromo c1 (ox) → citocromo b (ox) + citocromo c1 (red) Eó (global) = -

0,07 V + 0,23 V = + 0,16 V ∆G 0 ´= - n . F .Eó (global) = - 2(23062) (+ 0,16 V) = -7,4 kcal/ml Adviértase

que este valor es comparable a la energía libre necesaria para sintetizar ATP en condiciones estándar

12.- La larga cadena lateral isoprenoide hace que la ubiquinona sea muy liposoluble, permitiéndola

difundirse por las membranas semifluídas. Esto es importante, ya que la ubiquinona transfiere



electrones de los complejos I y II al complejo III en la cadena de transporte electrónico mitocondrial.

Los componentes de estos complejos están inmersos en la membrana mitocondrial interna.

13.- De acuerdo con la teoría quimiosmótica, el paso de electrones por la cadena de transporte

electrónico ocasiona el bombeo de H+ del interior al exterior de las vesículas, y el gradiente resultante

rico en energía, dirige la ATPasaF0F1. El esquema de bombeo de protones de las vesículas

submitocondriales es el mismo que en las mitocondrias intactas excepto que el sistema está invertido

con la parte interior de las mitocondrias mirando al exterior en las vesículas. Cuando las vesículas se

hacen porosas, no puede mantenerse el gradiente de protones y no se sintetiza ATP.

14.- La oligomicina inhibe el complejo de la ATPasaF0F1 que se encarga de la síntesis de ATP; e

dinitrofenol, un agente desacoplante, destruye el gradiente de iones H+ producido por el transporte

electrónico. Como están presentes ambos compuestos, los equivalentes reductores fluyen a través de

la cadena de transporte electrónico mitocondrial hasta el oxígeno, pero no se produce gradiente alguno

de iones H+ , ni se sintetiza ATP. Por tanto, la respuesta correcta es la (b).

Tema 19 Cuestiones (continuación)

6.- La fosfocreatina mantiene el ATP en las células musculares a unos niveles elevados

constantes durante periodos breves de actividad intensa. ¿De que manera ocurre esto?.

7.- Calcular la variación de energía libre en condiciones estándar de la siguiente reacción que

participa en la síntesis de lípidos: Glicerina + ATP -----------> fosfato de glicerilo + ADP ∆Gº´ para

la hidrólisis de ATP en ADP y Pi es –7,3 Kcal/mol y ∆Gº´ de la hidrólisis del fosfato de gliceriloa glicerol y Pi es de –2,2 Kcal/mol.

8.- Calcular la variación de energía libre en condciones estándar de la siguiente reacción: 1,3-

bifosfoglicerato + ADP --------------> 3-Fosfoglicerato + ATP sabiendo que ∆Gº´ para la hidrólisis

de ATP en ADP y Pi es –7,3 Kcal/mol y ∆Gº´ de hidrólisis y ∆Gº´ de hidrólisis del 1,3

bifosfoglicerato a 3-fosfoglicerato y Pi es – 11,8 Kcal/mol.

9.- ¿Se encuentran todas las reacciones metabólicas en el equilibrio?.

a) El fosfoenolpiruvato es uno de los dos dadores de fosfatos de la síntesis de ATP durante la

glucolisis. En los eritrocitos humanos, la concentración del estado estacionario del ATP es 2,25

mM, la del ADP 0,25 mM y la del piruvato 0,051 mM. Suponiendo que la reacción de la piruvato

quinasa se encuentra en el equilibrio en las células, calcular la concentración del

fosfoenolpiruvato a 25ºC.



b) La concentración fisiológica del fosfoenolpiruvato en los eritrocitos humanos es de 0,023

mM. Comparar este valor con el obtenido en la parte a. ¿Qué significado tiene esta diferencia?.

Explíquelo.

Tema 19 Bis. Respuestas.

6.- La fosfocreatina es un compuesto con un “grupo fosfato de energía elevada” (enlace fosfato de

elevada energía) que puede ceder el fosfato al ADP y producir ATP gracias a la actividad de la creatin-

quinasa. Como la concentración de fosfocreatina es unas cinco veces mayor que la de ATP, puede

considerarse que la fosfocreatina se comporta como un “tampón” de “grupos fosfato de energía

elevada”.

7.- Consideramos las siguientes reacciones: ATP + H2O → ADP + Pi ∆G0 ´= - 7,3 kcal/mol Glicerol-1-

P + H2O → Glicerol + Pi ∆G0 ´= - 2,2kcal/mol Tratando estos datos: ATP + H2O → ADP + Pi ∆G0 ´=

- 7,3 kcal/mol Glicerol + Pi → Glicerol-1-P + H2O ∆G0 ´= + 2,2kcal/mol Y por tanto, Glicerol + ATP →

Glicerol-1-P + ADP ∆G0 ´= -7,3 + 2,2 kcal/mol ∆G0 ´= - 5,1 Kcal/mol

8.- Consideramos las siguientes reacciones: 1,3-bifosfoglicerato + H2O → 3-fosfoglicerato + Pi ∆G0 ´=

- 11,8 kcal/mol ADP + Pi → ATP + H2O ∆G0 ´= + 7,3 kcal/mol La reacción global será: 1,3-

bifosfoglicerato + ADP → ATP + 3-fosfoglicerato ∆G0 ´= - 11,8 + 7,3 kcal/mol ∆G0 ´ = - 4,5 kcal/mol

9.- a) Consideramos las reacciones: Fosfoenolpiruvato + H2O → Piruvato + Pi ∆G0 ´= - 14,8 kcal/mo

ADP + Pi → ATP + H2O ∆G0 ´= + 7,3 kcal/mol La reacción global será: Fosfoenolpiruvato + ADP →

Piruvato + ATP ∆G0 ´= -14,8 kcal/mol + 7,3 kcal/mol = -7,5 kcal/mol ∆G0 ´= - 2,303 R.T log Kéq Kéq= 3,3 x 105 3,3 x 105 = [piruvato][ATP] / [PEP][ADP] [PEP] = (0,051 x 10-3)(2,25 x 10-3) / (3,3 x 105

)(0,25 x 10-3) [PEP] = 1,4 x 10-9M = 1,4 x 10-6 mM b) La concentración fisiológica de fosfoenolpiruvato

(0,023 mM) es unas 16000 veces mayor que el valor que hay en el equilibio. Por tanto, debe concluirse

que esta reacción no alcanza el equilibrio en las células. Esto es una indicación de que la reacción de

la piruvato quinasa está regulada en las células, o sea, que está inhibida y fomenta la aparición de

fosfoenolpiruvato por encima de los valores del equilibrio. Muchas de las reacciones de las céluals se

encuentran fuera del equilibrio, en especial , aquellas sujetas a regulación.

TEMA 19 Cuestiones:

1.- Cuando se incuba una disolución de glucosa-1-fosfato 0,1 M con cantidades catalíticas de

fosfoglucomutasa, la glucosa-1-fosfato se transforma en glucosa-6- fosfato hasta que se

alcance el equilibrio. En el equilibrio, las concentraciones respectivas son de 4,5 x 10-3 M y de

9,6 x 10-2 M. Calcular la Kéq y la ∆Gº´ de esta reacción a 25ºC.



2.- Sea la interconversión de fructosa-6-fosfato en glucosa-6-fosfato que participa en la

glucolisis que presenta una K´eq = 1,97 (a 25ªC). a) ¿Cuál es la ∆Gº´ de esta reacción?. B) Si la

concentración de fructosa-6-fosfato se ajusta a 1,5 M y la de glucosa-6-fosfato a 0,5 M, ¿cuál es

la ∆G?. c) ¿Por qué son diferentes ∆Gº´ y ∆G?.

3.- Los cambios de energía libre en condiciones intracelulares diferen considerablemente de

los determinados en condiciones estándar. El ∆Gº´ para la hidrólisis del ATP en ADP y Pi es de

–30,5 kJ/mol. Calcúlese el valor de ∆G real para la hidrólisis del ATP en un eritrocito humano a

pH 7 y 25ºC que contiene ATP 2,25 mM, ADP 0,25 mM y Pi 1,65 mM.

4.-La transformación de glucosa en fructosa-6-fosfato tiene lugar de la manera siguiente:

glucosa + ATP → glucosa-6-fosfato + ADP ∆Gº´= -4,0 kcal/mol glucosa-6-fosfato → fructosa-6-

fosfato ∆Gº´= + 0,4 kcal/mol Calcular la variación de energía libre estándar y la constante de

equilibrio de esta transformación.

5.-El ácido palmítico se activa en las células mediante su conversión en el derivado RCO-S-CoA

correspondiente. Dado que la energía libre estándar de hidrólisis de RCO-S-CoA vale –7,5

kcal/mol, y la del fosfato en beta del ATP vale –7,7 kcal/mol. Calcular el ∆Gº´ y la constante de

equilibrio de la activación de ácido palmítico. ¿Cuál es la constante de equilibrio de la activación

del RCOOH en RCO-S-CoA en presencia de pirofosfatasa?.

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