Title: INTRODUCCI
1INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO
21. CONCEPTO DE METABOLISMO
- Se denomina metabolismo al conjunto de reacciones
químicas que se producen en el interior de la
célula. - Este conjunto de reacciones proporcionan. a los
seres vivos la materia y la energía que necesitan
para realizar sus funciones vitales
31.1. RUTAS METABÓLICAS
- En el metabolismo las reacciones químicas están
encadenadas, de forma que el producto de una
reacción es el sustrato o metabolito de la
siguiente. Cada uno de los conjuntos de
reacciones encadenadas que constituyen el
metabolismo se denomina ruta o vía metabólica.
Mapa de rutas metabólicas celulares y sus
conexiones.Fuente Molecular Biology of the
Cell. Alberts, et al. Fourth edition
41.2. ANABOLISMO Y CATABOLISMO
- Anabolismo Parte constructiva del metabolismo.
Se forman moléculas complejas a partir de
moléculas más sencillas. Requiere aporte de
energía en forma de ATP. - Catabolismo Parte destructiva del metabolismo.
Forma moléculas sencillas a partir de moléculas
más complejas. Pueden producir energía en forma
de ATP
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62. TIPOS DE ORGANISMOS SEGÚN SU NUTRICIÓN
- ? Fotolitotrofos Obtienen la energía de la luz
y los materiales a partir de sustancias
inorgánicas. Se les llama también fotoautotrofos
y fotosintéticos. Ejemplo las plantas verdes. - ? Fotoorganotrofos Obtienen la energía de la
luz y los materiales de sustancias orgánicas.
Este raro tipo de nutrición sólo es propio de
ciertas bacterias como las bacterias purpúreas. - ? Quimiolitotrofos Obtienen la energía de
procesos químicos y los materiales a partir de
sustancias inorgánicas. Se les denomina también
quimiosintéticos. Ejemplo las bacterias
férricas, las sulfurosas y las nitrificantes y
nitrosificantes. - ? Quimioorganótrofos Obtienen la energía y los
materiales a partir de sustancias orgánicas. Se
les llama también quimioheterotrofos. Ejemplo
los animales y los hongos.
73. LAS ENZIMAS
- Las enzimas son, en general, proteínas globulares
que actúan catalizando los procesos químicos que
se dan en los seres vivos. Esto es, actúan
facilitando las transformaciones químicas
acelerando considerablemente las reacciones y
disminuyendo la energía de activación que muchas
reacciones requieren.
83.1. TIPOS DE ENZIMAS
- Proteínas simples
- Holoenzimas que poseen
- una parte proteica (apoenzima) y
- una parte no proteica, (cofactor) que puede estar
formada por - iones (cationes de hierro, calcio, etc), o
- moléculas orgánicas (coenzima)
- HOLOENZIMA APOENZIMA COFACTOR
93.2. CENTRO ACTIVO
- Es una concavidad de la enzima formada por unos
determinados segmentos de la cadena de
aminoácidos de la enzima (E) que determina una
superficie complementaria a la molécula del
reactivo o sustrato (S). - El centro activo se une al sustrato mediante
interacciones débiles, formándose así el complejo
enzima-sustrato (ES). Esta unión cambia el
sustrato y el complejo ES se transforma en el
complejo enzima-producto (EP). A continuación se
separan enzima y producto
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11FUNCIONES DEL CENTRO ACTIVO
- El centro activo están presentes dos grupo de
aminoácidos - Aminoácidos encargados de unir el sustrato.
- Aminoácidos encargados de transformar
químicamente el sustrato para dar los productos.
123.3. PROPIEDADES
- a) Especificidad una enzima actúa sólo sobre un
sustrato o un grupo de substratos relacionados, y
solo efectúa un tipo de reacción. La
especificidad por el tipo de sustrato y por el
tipo de reacción catalizada son la base de los
criterios de clasificación de las enzimas. Así,
las enzimas se nombran añadiendo la terminación
asa, bien al nombre del substrato sobre el que
actúan (sacarasa), al tipo de actuación que
realizan (hidrolasas), o ambos (ADN polimerasa).
13CLASIFICACIÓN DE LAS ENZIMAS
14Enzimas. Clasificación
Denominación Función
1. Oxidorreductasas Reacciones de oxidación-reducción
2. Transferasas Transferencia de un grupo funcional.
3. Hidrolasas Ruptura de una molécula mediante adicción de H2O
4. Liasas Ruptura no hidrolítica de enlaces
5. Isomerasas Transformación en su isómero
6. Ligasas Formación de enlaces. Requiere energía (ATP)
153.3. PROPIEDADES
- b) Localización muchas enzimas se encuentran en
orgánulos específicos, lo que permite un ambiente
favorable para cada tipo de reacción metabólica y
evitando interferencias de moléculas con
estructuras similares. - c) Las enzimas presentan saturación por el
sustrato la velocidad de una reacción enzimática
crece con la concentración de sustrato de forma
asintótica hasta un límite denominado velocidad
máxima
163.3. PROPIEDADES
- La actividad enzimática depende de factores como
el pH y la temperatura. Las enzimas tienen una
temperatura óptima y un pH óptimo. Al aumentar la
temperatura, la actividad enzimática también
aumenta, pero hasta un límite, ya que los
enzimas, como proteínas que son, se
desnaturalizan a elevadas temperaturas. Por otra
parte, el pH, al influir sobre las cargas
eléctricas, podrá alterar la estructura del
centro activo y por lo tanto también influirá
sobre la actividad enzimática.
173.4. INHIBIDORES
- Son compuestos químicos que se unen al enzima,
en distintos puntos del mismo y disminuyen o
incluso impiden su actividad. A la acción que
realizan se la denomina inhibición, que puede
ser - Inhibición irreversible Cuando el inhibidor
impide permanentemente la actividad enzimática,
bien porque se une de forma permanente con grupos
funcionales importantes del centro activo o bien
porque altera su estructura. Ej. La penicilina
que inhibe las enzimas que sintetizan la pared
bacteriana. - Inhibición reversible El inhibidor se une al
enzima de forma temporal mediante enlaces débiles
e impide el normal funcionamiento del mismo, pero
no la inutiliza permanentemente.
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19La inhibición reversible puede ser
- Competitiva El inhibidor es similar al sustrato
y se puede unir al centro activo del enzima
impidiendo que lo haga el sustrato. Es decir
ambos, inhibidor y sustrato compiten por unirse
al centro activo del enzima. - No competitiva El inhibidor no compite con el
sustrato, puede actuar de 2 formas - Sobre el enzima, uniéndose a el en un lugar
diferente al centro activo y modificando su
estructura lo que dificulta que el enzima se
pueda unir con el sustrato. - Sobre el complejo E-S, uniéndose a él y
dificultando su desintegración y por lo tanto la
formación de los productos.
20INHIBICIÓN COMPETITIVA
21Inhibición competitiva
sustrato
inhibidor
Enzima
Enzima
Sin inhibidor
con inhibidor
Los inhibidores competitivos son sustancias,
muchas veces similares químicamente a los
sustratos, que se unen al centro activo
impidiendo con ello que se una el sustrato. El
proceso es reversible y depende de la cantidad de
sustrato y de inhibidor, pues ambos compiten por
la enzima.
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233.5. ENZIMAS REGULADORAS o alostéricas
- Estas enzimas poseen además del centro activo,
otro centro llamado centro regulador o
alostérico donde se puede unir un modulador o
regulador alostérico que, puede ser un activador
o un inhibidor de la enzima - Si el centro regulador esta vacío la enzima actúa
a velocidad normal - Si está ocupado por el regulador se producen
cambios en la conformación y dependiendo de que
sea activador o inhibidor adoptara una forma más
o menos activa.
243.5. ENZIMAS REGULADORAS o alostéricas
253.5. ENZIMAS REGULADORAS o alostéricas
- Los enzimas alostéricos desempeñan un papel muy
importante en la regulación de las reacciones
metabólicas, suelen actuar en puntos estratégicos
de las rutas metabólicas como son la primera
reacción de una ruta metabólica o los puntos de
ramificación de una ruta metabólica. - El propio sustrato de la primera reacción es el
que actúa como activador alostérico, al unirse
con el enzima produce el cambio que da lugar a la
conformación activa. - También el producto final de la ruta metabólica
puede actuar como inhibidor alostérico,
produciendo la aparición de la conformación
inactiva.
263.5. ENZIMAS REGULADORAS o alostéricas
- http//highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120070/bio1
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274. EL ATP
- El Adenosín Trifosfato (ATP) es un nucleótido que
actúa almacenando y transportando energía libre
en los procesos metabólicos de todas las células.
Es la moneda de intercambio energético que
permite todas las funciones celulares.
284. EL ATP
- La energía liberada en las reacciones catabólicas
se usa para fosforilar ADP, generando ATP. La
energía almacenada en el ATP se utiliza en la
mayoría de los trabajos celulares. Por lo tanto,
el ATP acopla los procesos productores de energía
de la célula a los consumidores de energía.
Trabajo Mecánico batido de cilios y flagelos,
lcontracción de las células musculares, el
movimiento de los cromosomas durante la división
celular. Trabajo de Transporte activo,
endocitosis y exocitosis. Trabajo Químico
impulso de reacciones endergónicos (anabólicas)
295. COENZIMAS DE ÓXIDO-REDUCCIÓN
- En general la oxidación consiste en la perdida de
electrones y la reducción en la ganancia de
electrones - oxidación Fe2 ???? Fe3 e
- reducción Cl e- ????? Cl- .
- Para que un compuesto se oxide es necesario que
otro se reduzca, es decir la oxidación de un
compuesto siempre va acoplada a la reducción de
otro.
305. COENZIMAS DE ÓXIDO-REDUCCIÓN
- Los procesos de oxido-reducción tienen gran
importancia en el metabolismo, porque muchas de
las reacciones del catabolismo son oxidaciones en
las que se liberan electrones mientras que
muchas de las reacciones anabólicas son
reducciones en las que se requieren electrones.
Los electrones son transportados desde las
reacciones catabólicas de oxidación en las que se
libera, hasta las reacciones anabólicas de
reducción en las que se necesitan.
Este transporte lo realizan principalmente 3
coenzimas NAD (dinucleótido de nicotidamina y
de adenina), NADP (fosfato del dinucleótido de
nicotidamina y de adenina)y FAD (mononucleótido
de flavina).
315.1. LAS VITAMINAS
- Las vitaminas son un conjunto de moléculas
esenciales que intervienen en numerosas funciones
celulares específicas y que no pueden ser
sintetizadas por ningún proceso metabólico en
nuestro cuerpo, por lo que deben formar parte de
nuestra dieta. - No son necesarias en altas concentracions, pero
tanto su defecto como su exceso pueden ser
patológicos. - Según su solubilidad en agua o en sustancias
lipídicas, las vitaminas se clasifican en - Hidrosolubles
- Liposolubles
325.1. LAS VITAMINAS
- Las vitaminas hidrosolubles actúan como coenzimas
y grupos prostéticos de las enzimas.
33FIN