Teórico Bioenergética 2da Parte - IIB€¦ · Microsoft PowerPoint - Teórico...
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4 – Transferencia de grupos fosforilo y ATP El ATP es la moneda energética que conecta catabolismo y anabolismo Reacción de hidrólisis del ATP Transferencia de grupo más que una hidrólisis El G de la reacción es << 0
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4 – Transferencia de grupos fosforilo y ATP
El ATP es la moneda energética que conecta catabolismo y anabolismo
Reacción de hidrólisis del ATP
Transferencia de grupo más que una hidrólisis
El G de la reacción es << 0
ATP (Trifosfato de adenosina)
Base química del G’° de hidrólisis del ATP
G de hidrólisis real del ATP
Las concentraciones celulares de ATP, ADP y Pi no son idénticas y sonmucho menores que las estándares 1 M
G de hidrólisis real del ATP
El verdadero sustrato para la hidrólisis es el MgATP 2-
G de hidrólisis real del ATP
(potencial de fosforilación)
G de hidrólisis real del ATP
Existen mecanismos regulatorios en la célula que mantienen losniveles de ATP muy por encima de las concentraciones de equilibriopara la reacción de hidrólisis
Otros compuestos con elevado G de hidrólisis
Fosfoenolpiruvato (PEP)
Otros compuestos con elevado G de hidrólisis
1,3 - bisfosfoglicerato
Otros compuestos con elevado G de hidrólisis
Fosfocreatina
Otros compuestos con elevado G de hidrólisis
Acetil coenzima A
Otros compuestos con elevado G de hidrólisis
Acetil coenzima A
Resumen de las causas por las cuales el G de hidrólisis <<0
• Productos estabilizados por ionización (ADP y Ácidos carboxílicos)
• Liberación de la tensión de enlace de Rvos por separación de q (ATP)
• Productos estabilizados por tautomerización (Piruvato)
• Productos estabilizados por resonancia (Creatina, Carboxilato y Pi)
El ATP proporciona energía por transferencia de grupo
Compuestos de alta y de baja energía
Compuestos de alta y de baja energía
Compuestos de alta y de baja energía
El ATP dona grupos fosforilo, pirofosforilo y adenililo
Otras funciones de los nucleósidos trifosfato
• Transporte activo a través de membrana
• Formación de macromoléculas informativas
• Contracción muscular
Na+K+ ATPase
5 – Reaciones rédox biológicasCeldas electroquímicas
Celdas electroquímicas
• Pila galvánica: Genera electricidad como consecuencia de la Rnespontánea que se genera en ella
• Pila electrolítica: Una fuente de corriente externa impulsa una Rn noespontánea
Reacciones rédox
• Agente reductor: La sustancia que se oxida o dador de e-
• Agente oxidante: La sustancia que se reduce o aceptor de e-
Reacciones rédox
Pueden expresarse como la diferencia entre 2 hemirreacciones dereducción
Cu2+(aq) + 2 e- Cu(s) E2
Zn2+(aq) + 2 e- Zn(s) E1
Cu2+(aq) + 2 e- Cu(s) (cátodo)
Zn(s) Zn2+(aq) + 2 e- (ánodo)
Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+
(aq) + Cu(s) E = E2 – E1
Reacciones rédox
Si la Rn no alcanzó el equilibrio químico puede realizar un we alimpulsar los e- a través de un circuito
El we depende de la diferencia de potencial entre los electrodos E,denominada FEM (V)
Si se transladan nd electrones del ánodo al cátodo, q total: - n e NAd
Como e NA = F, q total: -n F d
dwe, max = - n F E d
dwe,max = rG d
rG = - n F E
dG = rG d
(G/)p,T = rG
dwe,max = rG d
Reacciones rédox
Reacciones rédox
rG = - n F E
• Si multiplicamos por un factor numérico la ecuación de una pila, el Eno se modifica (propiedad intensiva), aunque sí lo hace rG
• Al combinar los E para obtener el de un tercer par, debemos trabajarsiempre con las energías libres de Gibbs pues son aditivas, adiferencia de los potenciales, que no lo son
Ecuación de Nernst
rG = rG’° + RT ln Q Si d.m.a m. por - n F:
E = E’° -𝐑𝐓
𝐧𝐅ln Q
Si Q = K, we = 0:
0 = E’° -𝐑𝐓
𝐧𝐅ln K’
E’° =𝐑𝐓
𝐧𝐅ln K’
E’° =𝐑𝐓
𝐧𝐅ln K’/Q
Diferencia de potencial estándar (E’°)
E’° = E’° (aceptor e-) – E’° (dador e-)
Los E’° se obtienen conectando el electrodo de interés aconcentraciones 1 M, pH 7 y 25°C con el electrodo estándar de H (pH 0)
E’° es una propiedad intensiva
Al combinar 2 E’° para obtener un tercero, debemos trabajar siemprea través de G’° pues son aditivas
Diferencia de potencial estándar (E’°)
Diferentes formas de transferir electrones
1 - Directamente como electrones
2 – Transferencia de átomos de H
3 – Transferencia de ión hidruro (:H-)
4 – Combinación directa con el oxígeno
Estados de oxidación del carbono en la biósfera
Diferentes formas de transferir electrones
Equivalente de reducciónEs el equivalente a 1 e-, que participa en una reacción de óxido-reducción, independientemente de la clase de transferencia
Por lo general, las moléculas biológicas suelen deshidrogenarseenzimáticamente perdiendo 2 equivalentes de reducción por vez
2 equivalentes de reducción
Transportadores electrones biológicos
Las oxidaciones biológicas transfieren energía al ADP para sintetizarATP y los electrones a moléculas especializadas
La reducción reversible de estos transportadores conserva la energíalibre de las oxidaciones biológicas
• Nucleótidos de adenina (NAD+ y NADP+)
• Nucleótidos de flavina (FMN y FAD)
• Quinonas liposolubles (ubiquinona y plastoquinona)
• Proteínas ferro-sulfuradas
• Citocromos
Nucleótidos de adenina
Nucleótidos de adenina
Actúan como coenzimas de deshidrogenasas
+
↑
Oxidaciones (catabolismo)
Oxidación de piruvato, ácidosgrasos y -cetoácidos enmatriz mitocondrial
+
↓
Reducciones (anabolismo)
Biosíntesis de ácidosgrasos en el citosol
Nucleótidos de adenina
Nucleótidos de adenina
Nucleótidos de flavina
Nucleótidos de flavina
