bioquimica

Universidad Nacional
Sede Interuniversitaria de Alajuela
Escuela de Química
Bioquímica

TEMA 6. Bioenergética y
reacciones bioquímicas

MSc. Jacqueline María Herrera Núñez

Metabolismo
• Es una actividad celular muy coordinada en la que muchos sistemas multienzimáticos (rutas
metabólicas) cooperan para:
1. Obtener energía química a partir de la captura de energía solar o degradando nutrientesricos en energía obtenidos del ambiente.
2. Convertir moléculas nutrientes en moléculas características de la propia célula, incluidos
los precursores de macromoléculas.
3. Polimerizar los precursores monoméricos en macromoléculas: proteínas, ácidos
nucleicos y polisacáridos.
4. Sintetizar y degradar biomoléculas requeridas en funciones especializadas (lípidos de
membrana, mensajeros intracelularesy pigmentos).

Metabolismo

Flujo de energía
• El catabolismo es la fase degradativa del metabolismo en
el que moléculas nutrientes orgánicas (glúcidos, grasas y
proteínas) se convierten en productos más pequeños y
sencillos. Libera energía que se conserva en forma de ATP
y transportadores reducidos de electrones (NADH,
NADPH, FADH2 ).
• El anabolismo es la fase biosintética, en la cualprecursores pequeños se integran para formar moléculas
más complejas. Requiere un aporte de energía, por lo
general en forma del potencial de transferencia del grupo
fosforilo del ATP.

Diferentes rutas

Regulación
• Las rutas metabólicas están reguladas a varios niveles, tanto desde el interior de la célula
como desde el exterior:
A. Disponibilidad de sustrato: cuando la concentración intracelular desustrato es menor o
próxima a la Km, la velocidad de la reacción depende de [S].
B. Regulación alostérica: un intermediario metabólico o coenzima señala el estado
metabólico interno de la célula, estas señales inhiben la actividad de una o más enzimas
de la ruta.
C. Hormonas y factores de crecimiento

Regulación alostérica
• Es un modo de regulación de las enzimas por el
que la unión de unamolécula en una ubicación
(sitio alostérico) modifica las condiciones de
unión de otra molécula, en otra ubicación
distante (sitio catalítico) de la enzima.
• Inhibición alostérica
• Activación alostérica

Regulación por retroceso
• La enzima que cataliza el primer paso de proceso biosintético es inhibida por el producto final del proceso.

Regulación proteolítica
• Algunas enzimas son inicialmenteexpresadas como
precursores inactivos (zimógenos o proenzimas), que bajo
condiciones específicas dan lugar a la enzima activada. El
cambio bioquímico suele ocurrir en un lisosoma, donde una
parte específica de la enzima precursora se escinde del resto
para activarla. La cadena de aminoácidos que se libera por la
activación se llama péptido de activación.
• Por ejemplo, la forma activa delquimotripsógeno (zimógeno)
es la quimotripsina, enzima digestiva proteolítica.

Bioenergética
• Es el estudios cuantitativo de las transducciones de energía, cambios de una forma de energía
en otra, que tienen lugar en las células vivas, y de la naturaleza y función de los procesos
químicos sobre los que se basan estas transformaciones.
• Se basa en las leyes de termodinámica:
• Energía libre de Gibbs, G;expresa la cantidad de energía capaz de realizar trabajo
durante una reacción a T y P constantes. Si el ΔG es negativo, la reacción tiende a ocurrir
espontáneamente (exergónica). Por el contrario, si el ΔG es positivo, la reacción requiere
energía para llevarse acabo (endergónica).

ΔG = ΔH – TΔS

ΔG° y K´eq
• Para conocer si una reacción enzimática es espontánea o requiere de una entrada deenergía,
necesitamos poder determinar su ΔG.
• Consideremos la reacción
A+B

C+D

• El ΔG de esta reacción viene dado por:

!
!

C D
∆G = ! ∆G° + !"!In
!
A B
• En el equilibrio, ΔG = 0, y la ecuación se convierte en

0 = ! ∆G°′ + !"!In
!
!
!
!

C D
!
A B

Constantes estándar
transformadas, ΔG´º o
K´eq, para el estado
bioquímico (pH 7)

ΔG° y K’eq
∆G°! = ! −!"!In

C D
!
A B

∆G°! = ! −!"!In!K′!" !...