Universidad Autónoma de Baja California Facultad de Ciencias Marinas CURSO: BIOQUÍMICA Unidad 3 3.2. Fuentes de energía metabólica

Profesor: Dr. Eduardo Durazo Beltrán

Textos de apoyo subtema 3.2 ¾ Conn, E.C., Stumpf, P.K., Bruening,

G., Doi, R.H., 2000. Bioquímica Fundamental. Capítulo 9. 5a edición.. n. Edit. Limusa, Mexico D.F. ¾ Nelson, D.L., Cox, M.M., 2006.

Lehninger Principios de Bioquímica, Capítulo 13. 4a ed. Ediciones Omega, Barcelona.

ENLACES DE ALTA ENERGIA Los compuestos que presentan “enlaces de alta energía” son aquellos con alta potencial para transferir un grupo; como es el caso del ATP que presenta la capacidad para transferir grupos fosfato (P).

Reacción ATP ADP + P ADP AMP *1 kcal = 4.186 kJ

∆Gº’(kcal*/mol)

-7.3

AMP + P

-7.7

Adenosina + P

-3.4

COMPUESTOS DE ALTA ENERGIA ¾ Desde el punto de vista energético, una

reacción con un ∆G positivo no podría efectuarse a no ser que se tenga un aporte de energía que la haga posible.

¾ Dicho aporte, lo proveen compuestos de alto

contenido energético, que se caracterizan por tener enlaces que al romperse liberan una alta cantidad de energía. ¾ Dentro de los compuestos de alta energía se

tienen los siguientes: ATP, fosfocreatina, ácido 1,3-difosfoglicérico, fosfoenolpiruvato, acetil coenzima A.

COMPUESTOS DE ALTA ENERGIA NH2

ATP Adenosín trifosfato

O -O

P O-

O O

P O-

N

N

O O

P

O

Enlaces fosfato anhidros

H

N

Adenina

CH2

O-

N

O

H

H

OH

H OH

Ribosa Los enlaces fosfato anhidros presentan una alta energía libre negativa durante su hidrólisis.

¾ El

ATP es el compuesto de alta energía de mayor importancia en la célula. Cede energía por hidrólisis y mediante transferencia de grupos fosfato a otras moléculas. pH fisiológico se encuentra como ATP-4, las cargas negativas se encuentran próximas y originan tensiones intramoleculares que desaparecen al hidrolizarse la molécula.

¾ Al

¾ Los

productos de la hidrólisis se solvatan mejor y se estabilizan por resonancia contribuyendo a disminuir ∆G y desplazando la reacción hacia la derecha. ATP

ADP + P

Imagen de Lehninger Principles of Biochemistry, 3d edition., Worth Publishers, USA, 2000.

Imagen de Garett & Grisham, 1999, Biochemistry, 2d ed., Harcourt Brace & Co., USA.

FOSFOCREATINA

Imagen de Lehninger Principles of Biochemistry, 3d edition., Worth Publishers, USA, 2000.

La

fosfocreatina

pertenece

al

grupo

de

los

fosfágenos o fosfatos de guanidinio, el cual incluye también a la fosfoarginina. Este tipo de compuestos se forman por fosforilación de creatina o arginina con ATP en presencia de la enzima adecuada. La fosfocreatina se le encuentra en músculos de vertebrados y la fosfoarginina en los invertebrados.

FOSFOENOLPIRUVATO

Imagen de Lehninger Principles of Biochemistry, 3d edition., Worth Publishers, USA, 2000.

El fosfoenolpiruvato (PEP) es un producto encontrado en la conversión de glucosa en

piruvato

el

cual

permite

la

regeneración del ATP a partir de ADP. El PEP es uno de los compuestos de fosfato de

importancia

biológica

con

mayor

contenido de energía (∆G’° = -14800 cal).

1,3-DIFOSFOGLICERATO

Imagen de Lehninger Principles of Biochemistry, 3d edition., Worth Publishers, USA, 2000.

El 1,3-difosfoglicerato es un compuesto que presenta una tensión de enlace en el acilfosfato (O=C-O-), el cual al hidrolizarse contribuye a la energía libre negativa (∆G’°= -11,800 cal) de la molécula.

ACETIL COENZIMA A

Imagen de Lehninger Principles of Biochemistry, 3d edition., Worth Publishers, USA, 2000.

La acetil coenzima A, perteneciente al grupo de los tioesteres (O=C-S-), es un compuesto rico en energía que a su vez puede utilizarse para generar ATP a partir de ADP. La hidrólisis de un tioester es muy favorable termodinámicamente, lo que hace que esta molécula tenga un alto potencial de transferencia de grupos acilo.

AMP cíclico (cAMP)

∆G’° = -12,000 cal

Adenosín monofosfato cíclico (cAMP) es un nucleótido que al hidrolizarse, por acción de la fosfodiesterasa, genera 5’-AMP y libera un fosfato. Esta reacción es espontánea debido a la tensión esterica de la molécula al tener dos enlaces ester fosfato en la misma ribosa. El cAMP funciona como mensajero en rutas de transducción de señal celular.

Imagen de Lehninger Principles of Biochemistry, 3d edition., Worth Publishers, USA, 2000.

Imagen de Lehninger Principles of Biochemistry, 3d edition., Worth Publishers, USA, 2000.

Imagen de Lehninger Principles of Biochemistry, 3d edition., Worth Publishers, USA, 2000.

Funciones de compuestos con enlaces de alta energía: ¾ Tranferencia o almacenado de energia: ATP, PPi, fosfocreatina ¾ Transferencia de grupos: ATP, Coenzima A ¾ Transductores de señal AMP cíclico