Bioquimica

1 QUÍMICA BIOLÓGICA – 2010 METABOLISMO DE HIDRATOS DE CARBONO INTRODUCCIÓN AL METABOLISMO Y PRINCIPIOS DE BIOENERGÉTICA 1. El cambio de energía libre standard para la hidrólisis de glucosa-1-P a pH 7 y 25°C se ha medido como -5000 calorías/mol. Calcule la constante de equilibrio para esta reacción. Glucosa-1-P + H2O Glucosa + Pi 2. El cambio de energía libre standard para la hidrólisis deglucosa-6-P a pH 7 y 25°C se ha medido como -3300 calorías/mol. Dado ésto y la información del ejercicio anterior, calcule el ΔG°’ para la siguiente reacción a pH 7 y 25°C. Glucosa-1-P Glucosa-6-P 3. El ΔG’ para la hidrólisis de un azúcar-P (a pH 7 y 25°C) es de -6,2 kcal/mol en una celda homogénea e hipotética en la cual las concentraciones del estado estacionario del azúcar-P, el azúcar libre y el Pison 10-3 M; 0,2 mM y 5.10-2 M, respectivamente. ¿Cuál es el ΔG°’ para la reacción? El estado estacionario se refiere a una situación de no equilibrio que prevalece debido a un balance entre las reacciones que proveen y eliminan estas sustancias. Azúcar-P + H2O Azúcar + Pi 4. ¿Cuáles de las reacciones dadas abajo serán candidatas probables para acoplarse a la formación de ATP a partir de ADP yPi? (considere que las condiciones de reacción son pH 7 y 25°C). El ΔG°’ de hidrólisis del ATP a ADP y Pi es -7300 cal/mol. ΔG°’ (cal/mol) Keq 2,5.1010 a) Fosfoenolpiruvato + H2O ↔ Piruvato + Pi b) 3-fosfoglicerato ↔ 2-fosfoglicerato 1,8.10-1 -3200 c) Fructosa-6-P + H2O ↔ Fructosa + Pi d) Succinil-CoA + H2O ↔ Succinato + HSCoA -11000 Defina potencial de transferencia del grupo fosfato. 5. Lahexoquinasa cataliza la reacción: ATP + Glucosa Glucosa-6-P + ADP Keq = 2,21.103 Calcular la concentración mínima de glucosa-6-P necesaria para forzar a la reacción de la hexoquinasa a transcurrir en sentido contrario (en el sentido de la formación de la glucosa y ATP) en presencia de glucosa 10-5 M, ATP 10-3 M y ADP 10-4 M. 6. La combustión completa de la glucosa a CO2 + H2O tiene lugar con un ΔG°’total de -686 kcal/mol. Cuando este proceso sucede en una célula típica, se producen 36 moles de ATP en forma concomitante a partir de ADP + Pi. a) Suponiendo que el ΔG’ de hidrólisis del ATP a ADP + Pi es de -10 kcal/mol y que el ΔG’ es aproximadamente igual al ΔG°’ para la oxidación de la glucosa bajo condiciones intracelulares, ¿qué fracción de la energía potencial de la glucosa se conserva enforma de ATP? b) ¿Qué le ocurre a la energía que no se conserva en forma de ATP? PROBLEMAS ADICIONALES 1. La fructosa-1,6-bisP puede convertirse en glucosa-1-P mediante reacciones consecutivas: (ΔG°’ = -3800 cal/mol) Fructosa-1,6-bisP + H2O Fructosa-6-P + Pi Fructosa-6-P Glucosa-6-P (Keq = 2,0) Glucosa-6-P Glucosa-1-P (Keq = 0,0526) A partir de esta información, calcular la Keq y el ΔG°’ para lareacción total. 2. La hidrólisis de asparagina a aspartato + NH4+ tiene un ΔG°’ de -3400 cal/mol. La hidrólisis de ATP a AMP + PPi tiene un ΔG°’de -8000 cal/mol. a) A partir de la información anterior, calcular el ΔG°’ para la biosíntesis de asparagina mediante la reacción total: Aspartato + ATP + NH4+ Asparagina + PPi + AMP

2 b) La reacción biosintética total se da en dos pasos: Aspartato +ATP β-aspartiladenilato + PPi β-aspartiladenilato + NH4+ Asparagina + AMP El ΔG°’de la hidrólisis del β-aspartiladenilato es de -10000 cal/mol. Calcular el ΔG°’de cada paso de la síntesis total de asparagina. (La hidrólisis del β-aspartiladenilato da aspartato + AMP). 3. El ΔG°’ para la reacción de la fructosa-1,6-bisP aldolasa a pH 7 y 25°C es de 5456 cal/mol. Calcular las concentraciones deFructosa-1,6-bisP (FDP), Gliceraldehído-3-P (G3P) y Dihidroxiacetona fosfato (DHAP) en el equilibrio, cuando la concentración inicial de FDP es 1,0 M. Calcular el ΔG’ para la reacción de la aldolasa a las siguientes concentraciones celulares de reactivos y productos: FDP = 3,1.10-2 mM; G3P = 1,85.10-2 mM y DHAP = 1,38.10-1 mM. FDP G3P + DHAP

GLUCÓLISIS. FERMENTACIÓN 1. a) Escriba las ecuaciones...