BIOQUÍMICA CLÍNICADR. ROLANDO RENDÓN NOVOA

BIOENERGÉTICA Y LA FUNCIÓN DEL ATP.BIOENERGÉTICA Y LA FUNCIÓN DEL ATP.

INTEGRANTES EQUIPO N° 1. TRAYECTORIA 3A

MARÍA IVONNE CARRETO SALAZAR TANIA JANET CAUDILLO TOLEDO

NAHÚM CANO ESCOBAR CRISTIAN ÁVILA

21 DE FEBRERO DEL 201321 DE FEBRERO DEL 2013

BIOENERGÉTICABIOENERGÉTICA

Definición según la RAE: Estudio de las

transformaciones energéticas en los organismos y sistemas vivos.

NECESITAN

TODOSTODOS

Autótrofos

ExergónicoEndergónico

Producen componentes a partir de sustancias simples.

Los seres quimiótrofos necesitan:Los seres quimiótrofos necesitan:

• Moléculas ya elaboradas para elaborar otros compuestos.

• Compuestos intermediarios como reservorios y transportadores de energía.

ADENOSINA TRIFOSFATOADENOSINA TRIFOSFATO(ATP)(ATP)

Nucleótido Reactivo común Vincula Rico en energía o de alto contenido

energético Disminución de energía libre por hidrolisis Inestable a los ácidos, álcalis o el calor.

FORMADO POR:FORMADO POR: Una molécula de adenina (purina) Una molécula de ribosa (azúcar de 5C) Tres moléculas de fosfato (c/2 enlaces

anhídrido fosfórico)

Peña y Arroyo (2012), Bioquímica. México.

HIDRÓLISIS SUCESIVA HIDRÓLISIS SUCESIVA DE ATPDE ATP

La liberación de 1 radical fosfato = 12000 calorías de energía.

LEYES DE LEYES DE TERMODINÁMICATERMODINÁMICA

• 1.- 1.- En cualquier transformación física En cualquier transformación física o química la cantidad total de energía o química la cantidad total de energía del universo permanece constantedel universo permanece constante..

• 2.- Si un proceso se produce 2.- Si un proceso se produce espontáneamente, la entropía total de espontáneamente, la entropía total de un sistema debe aumentar.un sistema debe aumentar.

• Ejemplo de entropía: las moléculas Ejemplo de entropía: las moléculas de gas = desorden ≠ un cristal.de gas = desorden ≠ un cristal.

El ATP como elemento de cambio energético.

Células heterotróficas: emplean la energía para:

ATP productos de la hidrólisis

sucesiva :

AMP ADP

CONSTITUCION: Base heterocíclica de purina (Adenina).Azúcar de 5 carbonos (D-ribosa)Uno o mas grupos fosfatos.

ATP

Forma- almacenar energía

Degrada- transferir energía

ATP

BIOQUÍMICA DEL ATP FORMA ACTIVA: sal de magnesio

MgATP2+

El nucleósido capacita a la molécula para reconocer y fijarse en enzimas específicas.

Trifosfatos confieren a la molécula su reactividad química.

El recambio de ATP es muy rápido = 40 Kg de ATP en 24 hrs.

Consumo y Formacion de ATP

Primeras etapas de la degradacion de Nutrientes

La hidrolisis exergonica del ATP puede estar acoplada enzimaticamnte a la reaccion endergonica de fosforilacion para formar compuestos de “baja energia”.

Interconversion de Nucleosidos trifosfatos

Muchos procesos biosinteticos requieren nucleosidos trifosfatos distintos del ATP.

Incluyen los ribonucleosidos trifosfatos CTP, GTP y UTP que se utilizaran en la biosintesis de RNA y los desoxirribonucleosidos trifosfatos

Todos los nucleosidos trifosfatos se sintetizan a partir del ATP y del nucleosido trifosfato correspondiente.

Reaccion para formar nucleosidos trifosfatos son catalizadas por la enzima inespecifica nucleosido difosfato cinasa

Procesos Fisiologicos

Hidrolisis del ATP a ADP y Pi proporciona energia a muchos procesos fisiologicos endergononicos esenciales.

- Contraccion muscular

- Transporte de moleculas e iones en contra de gradientes de concentracion.

Estos procesos son el resultado de cambios conformacionales de proteinas que tienen lugar en la union del ATP.

Seguidos por la hidrolissi del ATP y la liberacion de ADP y Pi.

Son irreversibles

Rotura de otros Fosfoanhidridos en reacciones altamente endergonicas

En algunas reacciones donde participa el ATP se produce AMP y Ppi (rotura pirofosfatolitica) en vez de ADP y Pi (rotura ortofosfatolitica)

En las reacciones de rotura pirofosfatolitica, el PPi se hidroliza rapidamente a 2Pi por accion de la pirofosfatasa inorganica

Esta rotura da lugar a la hidrolisis de dos enlaces fosfoanhidridos de “alta energia”.

Esta rotura no es lo suficiente exergonica como para completar la reaccion de activacion de los acidos grasos

Esta reaccion es irreversible dado a que es impulsada termodinamicamente por la hidrolisis del Ppi.

Formacion del ATP

Para completar su funcion como intermediario metabolico, el ATP debe ser regenerado. Esto se consigue a traves de:

1. Fosforilacion a nivel del Sustrato 2. Fosforilacion oxidativa y

fotofosforilacion 3. Reaccion de la Adenilato Cinasa

Fosforilacion a nivel del Sustrato El ATP puede formarse a partir de

fosfoenolpiruvato, por transferancia directa de un grupo fosforilo de un compuesto de “alta energia” al ADP.

Primeras etapas del metabolismo de los carbohidratos

Fosforilacion Oxidativa y Fotofosforilacion El metabolismo oxidativo y la

fotosintesis generan un gradiente de concentracion de protones a traves de una membrana.

La descarga de este gradiente se encuentra acoplada enzimaticamente a la formacion de ATP a partir de ADP y Pi

La mayor parte del ATP producido por los organismos que respiran y por los fotosinteticos se genera de esta manera.

Reaccion de la Adenilato Cinasa El AMP resultante de la rotura

pirofosfatolitica del ATP se tranforma en ADP, en una reaccion catalizada por la enzima adenilato cinasa

AMP + ATP --> 2 ADP

OTROS COMPUESTOS RICOS EN ENERGÍA

Acilfosfatos1,3 bisfosfoglicérico

Energía libre estándar de hidrólisis: -11.8 kcal/mol.

La hidrólisis de acilfosfatos está impulsada por los mismos efectos de competencia por resonancia y solvatación diferencial que actúan en la hidrólisis de fosfoanhídridos.

ENOLFOSFATOS

Su elevado potencial de transferencia de grupos fosfatos deriva de que el enol es menos estable que su tautómero*, ceto. fosfoenolpiruvato

FOSFOGUANIDINAS Sus elevados potenciales de trasnferencia de

fosfato son el resultado de la competencia de resonancia en sus grupos guanidino, que son aún más pronunciadas que en el grupo fosfato de los fosfoanhídritos.

fosfocreatina y fosfoarginina

Principales fuentes de ~P Conservación o captura de la energía

Fosforilación oxidativa

Glucólisis Ciclo del ácido cítrico

Fuente cuantitativa mayor de ~P en los organismos aerobios.

Formación neta de dos ~P como resultado de la formacion de lactato a partir de una molécula de glucosa- Fosfoglicerato cinasaPiruvatocinasa

Se genera un ~P directamente en el paso catalizado por la succiniltiocinasa.