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El metabolismo. Catabolismo
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La creación de enzimas artificiales ya es una realidad
Un grupo internacional de investigación ha puesto en marcha el «Proyecto Artizymes», un intento de desarrollar nuevas enzimas artificiales que permitan crear productos químicos de forma limpia y sin residuos.
Noticia inicial
Diario de la Ciencia
El proyecto, en el que participan investigadores de la Universidad de Santiago de Compostela (USC), seha iniciado en febrero de 2006 y tiene como objetivo la obtención de «artizimas», unas enzimas modificadasartificialmente que, en palabras de los investigadores, «deberían catalizar reacciones químicas nuevas para las que ahora no existe una alternativa natural».Asimismo, a finales de 2007, investigadores de esta universidad han anunciado que en sus laboratorioshan sintetizado la enzima quimiosina, un coagulante destinado a la elaboración de quesos que, hasta el momento, solo se podía obtener del estómago de ciertos
Rumiantes, como el búfalo. Desde 1998 ya se fabrican y comercializan quimiosinas como las que se encuentran en los estómagos de camellos, cabras o terneros, sin embargo, es la primera vez que se ha creado esta enzima de formaartificial. Tal y como ha explicado Tomás González Villa, catedrático y coordinador de la iniciativa, la quimiosina sintetizadase diferencia de los otros tipos en que esta coagula mejor la leche y mediante ella se obtiene un queso, particularmenteel tipo mozarella, de mejor sabor. Los investigadores siguen trabajando en la mejora de su productividad para aplicaciones industriales.
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Esquema
Adenosín-trifosfato (ATP)
El metabolismo celular
Control del metabolismo
Catalizadores Enzimas
Actividad enzimática
Especificidad de las enzimas
Cinética de la actividad enzimática
Inhibidores de la actividad enzimática
El catabolismo
Producción de energía en el catabolismo
El catabolismo por fermentación
El catabolismo de los lípidos
El catabolismo por respiración. Células eucariotas
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Recursos para la explicación de la unidad
El metabolismo celular
Adenosín-trifosfato (ATP)
Catalizadores Actividad enzimática
Especificidad de las enzimas
Inhibidores de la actividad enzimática
Cinética de la actividad enzimática
Producción de energía en el catabolismo
El catabolismo por fermentación
Catabolismo de los lípidos
El catabolismo por respiración. Células eucariotas
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El metabolismo celular
CATABOLISMO ANABOLISMO
Son reacciones de degradación.
Son reacciones de oxidación.
Desprenden energía.
A partir de muchos sustratos diferentes se forman casi siempre los mismos productos, principalmente dióxido de carbono, ácido pirúvico y etanol.
Es un conjunto de vías metabólicas convergentes.
Es un conjunto de vías metabólicasdivergentes.
A partir de unos pocos sustratos se pueden formar muchos productos, diferentes.
Precisan energía.
Son reacciones de reducción.
Son reacciones de síntesis.
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Adenosín-trifosfato (ATP)
OHO — P — O — P — O — P — O —
H
CH2
OH OH
H
Adenina
HH
OHOH OH
OO O
ATP
ATP + H2O → ADP + Pi + energía (7,3 kcal/mol)
ADP + H2O → AMP + Pi + energía (7,3 kcal/mol)
ADP
AMP
OHO — P — O — P — O —
H
CH2
OH OH
H
Adenina
HH
OH OH
O O
O HO — P — O —
H
CH2
OH OH
H
Adenina
HH
OH
O
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Catalizadores
CONSTRUCCIÓN DE LA GRÁFICA
Gráfica de la energía de activación
De igual forma, para acelerar una reacción química se pueden calentar los reactivos o añadir un catalizador,
es decir, una sustancia que disminuya la energía de activación necesaria para llegar al estado de transición.
Para lanzar en poco tiempo muchos objetos por la ventana se puede
aumentar el número de trabajadores o rebajar el dintel de la ventana.
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Catalizadores
Estado inicial
Estado final
Estado de transición
Energía libre de activación de la reacción sin catalizador
Energía libre de activación de la reacción catalizada
Variación global de energía libre en la reacción
Avance de la reacción
En
erg
ía l
ibre
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Actividad enzimática
Reacción con un sustrato
Reacción con dos sustratos a la vez
Reacción con dos sustratos sucesivos
S + E → ES → E + P
A + B + E → ABE → CDE → C + D + E
A + E → AE → C + E’// B + E’→ D + E
Centro activo Sustrato
Enzima
Complejo activado
Producto A Producto B
Enzima + Productos
Enzima + Sustrato
Sustrato A Sustrato B
Enzima
Complejo activado
Producto C Producto D
Enzima + Producto
Producto D
Producto C
Sustrato B
Enzima
Sustrato A
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Especificidad de las enzimas
Modelo de complementariedad Modelo de ajuste inducido
Modelo de apretón de manos
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Cinética de la actividad enzimática
Ve
loc
ida
d d
e r
ea
cc
ión
pH óptimo pH
Ve
loc
ida
d d
e r
ea
cc
ión
Temperatura ºC
Temperatura óptima
Ve
loc
ida
d d
e r
ea
cc
ión
Concentración del sustrato [S]
Vmáx
½ Vmáx
KM
Efecto de la temperatura
Efecto del pH
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Inhibidores de la actividad enzimática
IRREVERSIBLE COMPETITIVAIRREVERSIBLE
IRREVERSIBLE NO COMPETITIVA BLOQUEO COMPLEJO ENZIMA-SUSTRATO
Inhibidor Centro activo
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Producción de energía en el catabolismo
+
A B C
Energía
A
+
+ + +
B C D
G1 G2ΔG = G2 – G1 < 0
ΔG = G2 – G1 < 0
+
++
Energía
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El catabolismo por respiración. Células eucariotas
e- y H+ transportados por NADH y FADH2
e- y H+ transportados
por NADH
PARA SABER MÁS PULSA SOBRE EL TEXTO
Glucólisis
Glucosa Ácido pirúvico
- Transporte de e-
- Quimiósmosis- Fosforilación oxidativa
Ciclode Krebs
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El catabolismo por respiración. Células eucariotas
CICLO DE KREBS
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El catabolismo por respiración. Células eucariotas
TRANSPORTE DE ELECTRONES
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El metabolismo. Catabolismo
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Fosforilación a nivel de sustrato
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El catabolismo por respiración. Células eucariotas
GLUCÓLISIS
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El catabolismo por fermentación
FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA
FERMENTACIÓN LÁCTICA
FERMENTACIÓN BUTÍRICA
FERMENTACIÓN PÚTRIDA
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Catabolismo de los lípidos
CICLO DE OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS
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