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Para los físicos Energía: capacidad de realizar trabajo
Para los bioquímicos Energía: capacidad de cambio
Metabolismo: actividad química total de un individuo (conjunto de reacciones
químicas)
La energía utilizable la definimos con energía libre (G)
La energía no utilizable la definimos como entropía (S)
La energía potencial es la energía de estado o posición, energía almacenada
(gradiente de concentración, enlaces químicos, potencial eléctrico)
La energía cinética está relacionada con el movimiento (existe en forma de
energía mecánica, eléctrica, lumínica)
Dos tipos de reacciones metabólicas en los organismos vivos:
Anabólicas. Simples a complejas
Catabólicas. Complejas a simples
Las leyes de la termodinámica pueden ser aplicadas a los organismos vivos
Si bien la segunda ley se aplica para todas las transformaciones energéticas, nos vamos
a centrar en las reacciones químicas de los seres vivos
No toda la energía puede ser utilizada, parte se pierde en forma de “desorden”
Energía total = energía utilizable + energía no utilizable
H = G + TS (temperatura * entropía)
G = H – TS
G = H - TS (cambio de cada una para una temperatura constante) Se mide
en calorías o joules
En una célula la degradación de moléculas complejas como los alimentos provee
energía para crear orden
El cambio de energía libre de una reacción química determina su punto de
equilibrio al cual las reacciones en ambos sentidos ocurren a una misma
velocidad
A+B
C
Reacciones químicas: transformaciones de energía (E en enlaces químicos
se transfiere a otros enlaces químicos)
-Los electrones pasan de un átomo o molécula a otro:
-OXIDACION: pérdida de un electrón
-REDUCCION: ganancia de un electrón
-Reacciones simultáneas
-El e- puede viajar con un H+ (transferencia de átomos de H):
-Oxidación de glucosa:
C6H12O6 + 6O2
6CO2 + 6H2O + energía
-Fotosíntesis:
6CO2 + 6H2O + energía
C6H12O6 + 6O2
ATP: adenosin trifosfato
ATP +H2O
ADP + Pi + energía libre
•Esta reacción es altamente exergónica (G = -12 kcal/mol)
•El equilibrio está muy desplazado hacia la derecha (en una célula hay 10 millones de
veces más de ADP que ATP)
Enzimas
Para que una reacción ocurra debe superar una barrera energética:
ejemplo?
Esa energía se denomina energía de activación
Enzimas: catalizadores biológicos
Proteínas globulares, 1 o más cadenas polipeptídicas, no se alteran
La reacción se acelera pero el equilibrio no cambia
Cómo baja la energía de activación?
•La tensión producida por la distorsión del sustrato facilita el pasaje
a estado de transición debilitando sus enlaces. El estado de
transición se estabiliza por su unión a la enzima
•Orienta a los sustratos
•Agregan carga a los sustratos
Ajuste inducido: la enzima cambia de forma cuando se une al sustrato
substrate binding by serine
proteases
Catalytic mechanism of
chymotrypsin
Además de unirse a sus sustratos, los sitios activos de algunas enzimas se unen a
otras moléculas que participan en la catálisis.
Estas moléculas se denominan coenzimas. A diferencia de los sutratos, éstas no
se alteran irreversiblemente por la reacción química. Se reciclan
Las coenzimas
sirven de
carriers de
diferentes
grupos químicos
Regulación enzimática
Sitio alostérico
Retroalimentación negativa
Fosforilaciones
velocidad