Download Moléculas Energéticas

Moléculas Energéticas
Alfa cetoglutarato deshidrogenasa EC 1.2.4.2
ΔG°=-33KJ/mol
Ruta Metabólica: Quinta reacción del ciclo de Krebs.
La enzima Alfa-cetoglutarato deshidrogenasa u oxoglutarato
deshidrogenasa (succinil transferidora), EC 1.2.4.2, está
presente en la matriz mitocondrial y forma parte del complejo
multienzimático 2-oxoglutarato deshidrogenasa en la que
múltiples copias de la alfa-cetoglutarato deshidrogenasa (E1)
están unidas a un núcleo de moléculas de la dihidrolipoillisina-residuo succiniltransferasa (E2) que a su vez también se
une a varias moléculas de la dihidrolipoil deshidrogenasa (E3).
La
alfa-cetoglutarato
deshidrogenasa
no
actúa
sobre lipoamidas o lipoil lisinas libres. El complejo 2-oxoglutarato deshidrogenasa cataliza
la conversión global del 2 oxoglutarato a succinil-CoA y dióxido de carbono.
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Alfa cetoglutarato deshidrogenasa.
Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Alfa-cetoglutarato_deshidrogenasa. Acceso 4
de Abril de 2012.
Glucógeno sintasa EC 2.4.1.11
ΔG°=-13.4 KCal/mol
Ruta Metabólica: Participa en la Síntesis del Glucógeno (Glucogénesis).
La glucógeno sintasa (EC 2.4.1.11) es una enzima que
participa en la síntesis del glucógeno. Cataliza la
reacción de transferencia del grupo glucosil de la UDPglucosa al polímero glucógeno en formación mediante
un enlace glucosídico α(1→4).1
La enzima almidón sintasa utiliza ADP-glucosa en vez de UDP-glucosa. La glucógeno
sintasa activa de los tejidos animales es un complejo de la subunidad catalítica y la
proteína glucogenina. La enzima requiere glucogenina glucosilada como iniciador de la
polimerización. La glucogenina glucosilada es el producto de reacción de la
enzima glucogenina glucosiltransferasa.
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Glucógeno SIntasa. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Gluc%C3%B3geno_sintasa. Acceso 4 de Abril de 2012.
Fructosa 1-6 bifosfatasa (C6H14O12P2 )
ΔG°= -16.3 KCal/mol
Nombre IUPAC: [(3S,4S,5R)-2,3,4-Trihidroxi -5-(fosfonooximetil)oxolano-2-il] metil
dihidrógeno fosfato
Ruta Metabólica: Glucólisis (es un intermediario de la glucólisis).
La fructosa-1,6-bisfosfato es
una molécula de fructosa fosforilada
en
los carbonos 1 y 6. La forma β-D de este compuesto
es muy común en las células. Son rápidamente
convertidas
a
sus
respectivas
forma
fosforiladasfructosa-6-fosfato, con el fin de impedir
que puedan atravesar la membrana plasmática y
difundir al medio extracelular. Será fosforilada
posteriormente para dar lugar a la fructosa-1,6-bifosfato y seguir la ruta glicolítica.
La fructosa-1,6-bisfosfato es un intermediario de la glucólisis. Es producida por la
fosforilación de la fructosa-6-fosfato y posteriormente hidrolizada en dos
compuestos, gliceraldehido 3-fosfato y dihidroxiacetona fosfato. Además, actúa como un
activador alostérico de la piruvato quinasa. La posición de los carbonos en la estructura de
la fructosa-1,6-bifosfato es indicativa de cuál será el destino de estos átomos de carbono
en el metabolismo energético.
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Fructosa 1, 6 bifosfato. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Fructosa-1,6-bifosfato. Acceso 4 de Abril de 2012.
Fosfocreatinina
ΔG°= -43.1 KJ/mol
Es una molécula de creatina fosforilada la cual es una
importante almacenadora de energía en el músculo
esquelético.
Se sintetiza en hígado, riñones, páncreas. Y se almacena en
los músculos. El aminoácido Glicina participa en la síntesis
de
la
fosfocreatinina.
Cuando existe una demanda repentina de energía
disminuye la concentración de ATP, la PCr se utiliza para
restablecer el ATP a una velocidad considerablemente mayor que la que puede ser
sintetizada en las vías catabólicas. Cuando la demanda de ATP disminuye, en pro del
catabolismo, el ATP es utilizado para regenerar la reserva de PCr por la reacción reversa
de la creatina cinasa.
Fosfocreatina2- + H2O ® creatina + 2 Pi D
Referencias bibliográficas
Bioquímica y Biología molecular en línea (sitio en internet). La Fosfocreatinina. Disponible
en: http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/fosfocreatina.html. Acceso 4 de Abril
de 2012.
Pirofosfato (PPi)
ΔG°= -33.5 KJ/mol
Los pirofosfatos son
los aniones, sales,
y ésteres del ácido pirofosfórico. El anión se abrevia PPi y
se forma por la hidrólisis deATP para formar AMP en
la célula. Esta hidrólisis se conoce como pirofosforolisis:
ATP → AMP + PPi
El anión pirofosfato tiene una estructura P2O74−, y es un ácido anhidro del fosfato. Es
inestable en disolución acuosa y se hidroliza rápidamente formando fosfato inorgánico:
P2O74− + H2O → 2 HPO42−
Desde el punto de vista del enlace entre fosfatos, se requieren dos reacciones de
fosforilación para obtener la hidrólisis del ATP a AMP y PPi. Implica la conversión de
trifosfato de adenosina celular (ATP) para la adenosina monofosfato (AMP).
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Pirofosfato. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Pirofosfato. Acceso 4 de Abril de 2012.
Lular.es
(sitio
en
internet).
Pirofosfato.
Disponible
en:
http://lular.es/a/ciencia/2012/02/Que-es-Pirofosfato.html. Acceso 4 de Abril de 2012.
Fosfoenolpiruvato
EC: 4.1.1.32
ΔG= -14.8 Kcal/mol
Ruta Metabólica: glucólisis, gluconeogénesis, ruta 8 del ciclo de krebs.
La enzima Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa
pertenece a la clase Transferasa. De localización
intracelular (entre mitocondria y citoplasma) que
interviene en la transformación de oxalacetato en
fosfoenolpiruvato. Es una enzima compleja que
incorpora fósforo con un sistema enzimático
específico como son las quinasas que incorporan el
mismo radical de antes (radical fosfórico) al
sustrato. En la actividad de este enzima a la vez se produce la liberación de CO 2 como
producto residual por lo que la molécula pierde un radical ácido o carboxilo. Esta enzima
actúa, por un lado, en hígado, corteza renal y tejido adiposo blanco, y por otro en músculo
esquelético de contracción rápida, pulmón, yeyuno y cerebro.
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Fosofoenolpirutvato. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_fosfoenolpir%C3%BAvico. Acceso 4 de Abril de
2012.
Succinil Co-A E.C: 6.2.1.4
ΔG= -8KCal/mol
Ruta Metabólica: Ruta 6 del ciclo de krebs.
Es
una enzima que cataliza la
reacción
reversible desde succinato a succinil-CoA. Para
la realización de esta reacción consume
un nucleótido-trifosfato (ATP o GTP). Por ello
se distinguen dos enzimas diferentes:
Formadora de GDP (EC 6.2.1.4): succinato +
CoA + GTP
succinil-CoA + fosfato + GDP
Formadora de ADP (EC 6.2.1.5): succinato + CoA + ATP
succinil-CoA + fosfato + ATP
Esta enzima juega un papel importante como uno de los catalizadores que participan en
el ciclo de Krebs, una ruta metabólica central en el metabolismo celular. La enzima se
localiza en la matriz mitocondrial de la célula y su actividad óptima se consigue a
una temperatura de 37° C y a un pH comprendido entre 7.0 y 8.0.
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Succinil Co-A. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Succinil-CoA_sintetasa. Acceso 4 de Abril de 2012.
Adenosintrifosfato (ATP) EC: 4.1.1.49
ΔG: -7.3KCal/mol
Ruta Metabólica: Glucólisis, ciclo de krebs, fosforilación oxidativa, ATPasa, bomba de sodio-
potasio.
Es un nucleótido fundamental en la
obtención de energía celular. Está
formado por una base nitrogenada
(adenina) unida al carbono 1 de un
azúcar de tipopentosa, la ribosa, que en
su carbono 5 tiene enlazados
tres grupos fosfato. Se produce durante
la fotorrespiración y
la respiración
celular, y es consumido por muchas
enzimas en la catálisis de numerosos procesos químicos.
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). ATP. Disponible
http://es.wikipedia.org/wiki/Adenos%C3%ADn_trifosfato. Acceso 4 de Abril de 2012.
en:
Citrato sintasa
EC: 2.3.3.1
ΔG: -7.5 Kcal/mol
Ruta Metabólica: Cataliza la primera reacción del ciclo de krebs.
Es una enzima que existe en casi todas las células. En
las células eucariotas la citrato sintasa se localiza en la
matriz mitocondrial,
pero
es
codificada
por ADN nuclear en vez de por ADN mitocondrial. Es
sintetizada por ribosomas citoplasmáticos y entonces
transportada a la matriz mitocondrial. La citrato
sintasa se utiliza comúnmente como marcador
enzimático cuantitativo para la presencia de
mitocondrias intactas. Cataliza la reacción de
condensación del acetato, proveniente del acetil-CoA, y del oxaloacetato para
formar citrato. El oxaloacetato es regenerado después de completar el ciclo de Krebs.
Acetil-CoA + Oxaloacetato + H2O
Citrato + CoA-SH
El oxaloacetato es el primer sustrato que se une a la enzima. Este induce a la enzima a
cambiar su conformación y crea un sitio de unión para el acetil-CoA. Cuando el citroil-CoA
se ha formado, la enzima sufre otro cambio conformacional que causa la hidrólisis
del tioéster liberando coenzima A. Esto asegura que la energía liberada por la rotura del
enlace tioéster conduce la reacción.
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Citrato Sintasa. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Citrato_sintasa. Acceso 4 de abril de 2012.
Fructosa-6-fosfato
EC: 5.3.1.9
ΔG: -3.8 Kcal/mol
Ruta Metabólica: Glucólisis
Es una molécula de fructosa fosforilada en el carbono 6.
La forma β-D de este compuesto es muy común en
las células. La gran mayoría de las moléculas
de glucosa y fructosa que entran en la célula son
rápidamente convertidas a sus respectivas formas
fosforiladas, glucosa-6-fosfato y fructosa-6-fosfato, con
el fin de impedir que puedan atravesar la membrana
plasmática y difundir al medio extracelular, algo muy
difícil al poseer un grupo cargado como es el fosfato en su estructura.
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Fructosa 6 fosfato. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Fructosa-6-fosfato. Acceso 4 de Abril de 2012.
Fosfocreatina
(PCr)
ΔG°=-10.3Kcal/mol
Ruta Metabólica: Producción de fosfocreatina.
Descubierta por David Nachmansohn. Es una molécula
almacenadora de energía en el músculo esquelético,
catalizada por Creatinquinasa
La concentración de PCr, en el músculo esquelético es a aproximadamente de 30 mM,
más o menos 10 veces la concentración de ATP, y en otros tejidos como en el músculo
liso, cerebro y riñón es de 5 a 10 mM. Es usado para generar, de forma anaeróbica, ATP
del ADP.
Cuando existe una demanda repentina de energía disminuye la concentración de ATP, la
PCr se utiliza para restablecer el ATP a una velocidad considerablemente mayor que la que
puede ser sintetizada en las vías catabólicas. Cuando la demanda de ATP disminuye, en
pro del catabolismo, el ATP es utilizado para regenerar la reserva de PCr por la reacción
reversa de la creatina cinasa.
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Fosfocreatina. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Fosfocreatina. Acceso 4 de Abril de 2012.
Glicerato 1,3 difosfato (DPG)
ΔG°=-11.8Kcal/mol
Ruta Metabólica: Ciclo de Calvin
El DGP facilita la liberación de oxigeno a los tejidos, y tiene por
finalidad evitar la formación de 3- fosfoglicerato y ATP. Está
presente en el eritrocito en una concentración de 1 mol BPG/ mol
de hemoglobina y se une con fuerza a la desoxihemoglobina,
manteniéndola en estado desoxigenado facilitando la liberación
de oxígeno. El incremento en la concentración de difosfoglicerato
facilita la liberación de oxigeno a los tejidos mediante la disminución en la afinidad de la
hemoglobina para el oxigeno. De esta manera el eritrocito cuenta con un mecanismo
interno para la regulación de aporte de oxígeno a los tejidos.
Referencias bibliográficas
Bionova
(sitio
en
internet).
Ciclo
de
Calvin.
Disponible
en:
http://www.bionova.org.es/animbio/anim/ciclocalvin.swf. Acceso 4 de Abril de 2012.
Carbamoil fosfato (CPs)
ΔG°=-12.3Kcal/mol
Ruta Metabólica: Ciclo de la urea
CPS técnicamente, no es una enzima del ciclo. Cataliza la
condensación y activación de amonio y ácido carbónico
(HCO3) para formar carbamoil fosfato, en donde se
encuentra ya el primer nitrógeno de los dos que tendrá la
urea. Esta reacción, necesita de la hidrólisis de 2 ATP. Los eucariontes tienen 2 formas de
CPS, una mitocondrial (CPS I que usa amonio y participa en la biosíntesis de urea) y una
citosólica (CPS II que usa glutamato y participa en la biosíntesis de pirimidina).
Reacción Irreversible y es el paso limitante del ciclo.
2ATP + HCO3- + NH3  H2N-C-OP32- + 2ADP + Pi
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Carbamoil fosfato. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_la_urea. Acceso 4 de Abril de 2012.
Fosfoarginina
ΔG°=-11.2Kcal/mol
Se encuentra exclusivamente en los invertebrados. Se producen en
décimos de mM por kilogramo en el músculo, también se producen
en el cerebro, para proteger este tejido vital de cualquier accidente
transitorio de falta de ATP. Su función es el almacenamiento de la
energía análoga, se basa en enzimas que catalizan el equilibrio con
el ADP.
Una característica que lo hace perteneciente de las fofoguanidinas
es su alto potencial de transferencia de grupos fosfato, en
consecuencia en mayor medida de la resonancia competitiva en su grupo guanidino.
Referencias bibliográficas
Bioquímica
(sitio
en
internet).
Fosfoarginina.
Disponible
en:
http://books.google.com.mx/books?id=aDPwkniCkRgC&pg=PA238&lpg=PA238&dq=Fosfoarginina
&source=bl&ots=DGTQxBU6CY&sig=EwGpN36Flt9fXpq2OR3SD3SzMv8&hl=es&sa=X&ei=wCl9T6m
ECoWi8QSuoK30DA&ved=0CB0Q6AEwAA#v=onepage&q=Fosfoarginina&f=false. Acceso 4 de Abril
de 2012.
Acetil CoA
ΔG°=-8.2Kcal/mol
Ruta Metabólica: Gluconeogénesis: síntesis de glucosa a partir de precursores no
glucídicos. Biosíntesis de ácidos grasos y Biosíntesis
de aminoácidos.
La acetil coenzima A (acetil-CoA) es un compuesto
intermediario clave en el metabolismo, que consta
de un grupo acetilo, de dos carbonos, unido de
manera covalente a la coenzima A.
La acetil coenzima A se forma en numerosas rutas
catabólicas, entre otras:
Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico. El ácido pirúvico sufre una descarboxilación
oxidativa en el complejo piruvato deshidrogenasa de la matriz mitocondrial, antes de
entrar al ciclo de Krebs, y un grupo carboxilo es eliminado en forma de dióxido de
carbono, quedando un grupo acetilo (-CO-CH3) con dos carbonos que es aceptado por la
coenzima A y se forma acetil-CoA, que es, por tanto, un compuesto clave entre la glucólisis
y el ciclo de Krebs.
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Acetil-CoA.
en:http://es.wikipedia.org/wiki/Acetil-CoA. Acceso 4 de Abril de 2012.
Disponible
Acil-CoA Deshidrogenasa
EC 1.3.99.3
ΔG°=-28.8KJ/mol
Ruta Metabólica: oxidación de ácidos grasos
Las acil-CoA deshidrogenasas son enzimas que
intervienen en la primera de las cuatro
reacciones que constituyen la β-oxidación, la
principal ruta metabólica de oxidación de los
ácidos grasos. En la clasificación de las enzimas corresponde al grupo de
las oxidorreductasas.
Las acil-CoA deshidrogenasas catalizan la deshidrogenación de los carbonos 2 y 3 (α y β,
respectivamente) de un acil-CoA graso, con lo que se forma un doble enlace entre dichos
carbonos.
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Acil CoA deshidrogenasa. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Acil-CoA_deshidrogenasa. Acceso 4 de Abril de 2012.
Aldosa
ΔG°=-24KJ/mol
Una aldosa es un monosacárido (un glúcido simple) cuya
molécula contiene un grupo aldehído, es decir, un carbonilo en
el extremo de la misma. Su fórmula química general es
CnH2nOn (n>=3). Los carbonos se numeran desde el grupo
aldehído (el más oxidado de la molécula) hacia abajo. Con solo
3 átomos de carbono, el gliceraldehído es la más simple de
todas las aldosas.
Las aldosas isomerizan a cetosas en la transformación de Lobry-de Bruyn-van Ekenstein.
Las aldosas difieren de las cetosas en que tienen un grupo carbonilo al final de la cadena
carbonosa, mientras que el grupo carbonilo de las cetosas lo tienen en el medio.
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet).
Aldosa. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Aldosa. Acceso 4 de Abril de 2012.
Citrato sintasa
EC 2.3.3.1
ΔG°=-31.5 KJ/mol
Ruta Metabólica: cataliza la primera reacción del ciclo de Krebs.
Es una enzima que existe en casi todas las células y
cataliza la primera reacción del ciclo de Krebs. En las
células eucariotas la citrato sintasa se localiza en la
matriz mitocondrial, pero es codificada por ADN
nuclear en vez de por ADN mitocondrial. Es sintetizada
por
ribosomas
citoplasmáticos
y
entonces
transportada a la matriz mitocondrial. La citrato
sintasa se utiliza comúnmente como marcador
enzimático cuantitativo para la presencia de
mitocondrias intactas.
La citrato sintasa cataliza la reacción de condensación del acetato, proveniente del acetilCoA, y del oxaloacetato para formar citrato. El oxaloacetato es regenerado después de
completar el ciclo de Krebs.
Acetil-CoA + Oxaloacetato + H2O Citrato + CoA-SH
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Citrato sintasa. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Citrato_sintasa. Acceso 4 de Abril de 2012.
Guanosín Trifofato (GTP)
ΔG°=-31KJ/mol
El guanosín trifosfato (GTP, del inglés «guanosine
triphosphate»), también conocido como guanosina5'-trifosfato, es uno de los nucleótidos trifosfato
usados en el metabolismo celular junto al ATP, CTP,
TTP y UTP.
Bioquímicamente,
el
GTP
es
9-β-Dribofuranosilguanina-5'-trifosfato, o también 9-β-Dribofuranosil-2-amino-6-oxo-purina-5'-trifosfato.
El GTP es un nucleótido cuya base nitrogenada es la purina guanina. Su función es similar a
la del ATP, dado que también es utilizado como moneda energética. Además el GTP es el
precursor de la base guanina en la síntesis de ADN (replicación) y en la de ARN
(transcripción).
Por otro lado el GTP es esencial en ciertas vías de señalización, en las que actúa como
activador de sustratos en reacciones metabólicas, al igual que hace el ATP pero de una
forma más específica. En estas reacciones, como por ejemplo cuando se asocia a proteínas
G, el GTP actúa como segundo mensajero, activando a la proteína G al unirse a ésta.
Cuando la célula requiere cambiar el estado de activación de esa proteína, entra en acción
una proteína GTPasa, que convierte el GTP del complejo GTP-proteína G, a GDP, liberando
un sustrato GDP-proteína G inactivo.
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet).
Guanosín trifosfato.
http://es.wikipedia.org/wiki/Guanos%C3%ADn_trifosfato.Acceso de Abril de 2012.
Isocitrato deshidrogenasa (IDH)
ΔG°=-21KJ/mol
Ruta Metabólica: participante en el ciclo de Krebs
La enzima Isocitrato deshidrogenasa (IDH) es una
enzima importante del metabolismo de los
carbohidratos participante en el ciclo de Krebs que
cataliza la descarboxilación oxidativa del isocitrato
en 2-oxoglutarato. La IDH es dependiente del NAD+
o NADP+. En los eucariotas existen al menos tres
isozimas de la IDH.
Es la variante mitocondrial de la IDH1. Cataliza las
reacciones de descarboxilación oxidativa del
isocitrato y del oxalosuccinato utilizando también exclusivamente NADP+ como aceptor
de electrones. La proteína humana tiene una longitud de 452 aminoácidos y se presenta
en homodímeros que necesitan por cada uno la unión de un catión magnesio o
manganeso.
Isocitrato + NAD+ 2-oxoglutarato + CO2 + NADH
Referencias bibliográficas
Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet).Isocitrato deshidrogenasa. Disponible en:
http://es.wikipedia.org/wiki/Isocitrato_deshidrogenasa. Acceso 4 de Abril de 2012.