EJERCICIOS RESUELTOS DE MACROMOLÉCULAS-BIOQUIMICA (8)

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FBCB-UNL Bioquímica Básica de Macromoléculas Guía de coloquios 2022 
 
Introducción 
 
1. Enumere las características fundamentales de los organismos vivos. 
2. ¿Qué entiende por lógica molecular de los organismos vivos? 
3. ¿Cuál es la función que cumplen las tres macromoléculas fundamentales (ADN, proteínas y 
polisacáridos) y los lípidos? 
 
Interacciones intermoleculares. El agua como disolvente. 
 
Se recomienda ver este video en YouTube, proveniente de una serie en Canal Encuentro: 
https://www.youtube.com/watch?v=pUpMGGPg8sY 
 
1. ¿Qué tipos de interacciones intermoleculares conoce? ¿En qué fenómenos intervienen? Analice, 
además, la dependencia funcional con: la distancia entre los átomos o moléculas involucradas; 
propiedades moleculares y del medio; orientación relativa y rango de energía puesta en juego. 
 
2. En las siguientes reacciones, explique si el proceso implica la formación o ruptura de enlaces 
covalentes o interacciones no covalentes (y en este último caso, de qué tipo) 
 
a) ATP-4 + Mg 2+ ATP-Mg-2 
b) glucosa (cristal)  glucosa (sl aq) 
c) glucosa + Mg-ATP glucosa-6-P + Mg-ADP 
d) glucosa + hexoquinasa glucosa-hexoquinasa 
e) p-nitrofenil-fosfato  p-nitrofenol + ortofosfato inorgánico 
f) NaCl cristal  Na+ (sl aq) + Cl – (sl aq) 
g) anticuerpo + antígeno  Ag-Ac 
h) proteína desplegada  proteína plegada. 
 
3. Defina momento dipolar, polaridad, polarización, interacción dipolo-dipolo e interacción dipolo- 
dipolo inducido. 
 
4. ¿Qué energías de interacción son siempre atractivas, y cuáles pueden ser indistintamente atractivas o 
repulsivas? 
 
5. ¿Cuáles son las interacciones de van der Waals? Trace un diagrama de energía de van der Waals vs. 
la distancia entre dos moléculas o átomos no iónicos. ¿Qué representa cada término en la ecuación del 
potencial de Lennard-Jones? ¿A qué se llama radio de van der Waals? 
 
6. ¿Cuándo consideramos a una interacción (o la fuerza que se deriva de la misma) de largo alcance? 
 
7. Calcule en valor absoluto las máximas energías de interacción dipolo-dipolo o ión-dipolo entre los 
siguientes pares separados a una distancia de 5 Å, considerando que el medio es el vacío. ¿Qué sucedería 
si considera que el medio es agua? 
a) Agua-glicina 
b) Na+1-agua 
c) Na+1-glicina. 
 
https://www.youtube.com/watch?v=pUpMGGPg8sY
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Datos:  agua = 6 x 10 –30 Cb.m;  glicina = 50 x 10–30 Cb.m 
Máxima energía de interacción dipolo-dipolo en el vacío, para dipolos en posición fija: 
E = [2μ1μ 2 / r3(4πE0)] ; 1/(4πE0) = 9 x109 m2New / Cb2; 
e = carga elemental = 1,6 x 10 –19 Cb; D = 80 
 
Compare los valores de energía calculados con la energía de agitación térmica a 298 K. 
 
8. ¿Qué importancia tiene el agua en la estructura y función de los seres vivos? Explique las 
características del agua como disolvente en relación con su estructura molecular. 
 
9. Considerando que el medio intracelular es un entorno acuoso, con la presencia de moléculas 
pequeñas y macromoléculas, con distinto grado de solubilidad y en distintas proporciones: Calcule cuál 
es la concentración de H2O en el agua. Compare tal concentración con la de las moléculas pequeñas y de 
las macromoléculas que están en el orden del micro y milimolar en los seres vivos. 
 
10. a) Indique si el agua tiene propiedades fisicoquímicas distintivas respecto a otras moléculas y a qué 
se deben las mismas. 
b) Uno de los problemas mayores del cambio climático producido por el efecto invernadero es que el 
aumento de la temperatura en la Tierra va a producir derretimiento de los hielos y esto aumentará el nivel 
de los océanos inundando amplias zonas de la superficie terrestre. ¿Este mismo fenómeno de inundación 
se produciría si los océanos estuvieran formados por tetracloruro de carbono o por triacilglicéridos? 
Justifique su respuesta. 
 
11. Las constantes dieléctricas y momentos dipolares permanentes de algunos solventes son resumidos 
en la siguiente tabla: 
 
Sustancia Constante dieléctrica Momento dipolar (Debye) 
Formamida 110 3,37 
Agua 78,5 1,85 
Dimetilsulfóxido 48,9 3,96 
Cloroformo 4,8 1,15 
Tetracloruro de carbono 2,2 0 
 
Como se puede observar en la tabla, en general, a medida que aumenta el momento dipolar permanente 
(y como es lógico) aumenta la constante dieléctrica. Sin embargo, es notorio que el agua, con un 
momento dipolar permanente más chico que el dimetilsulfóxido y no mucho mayor que el cloroformo 
tenga una constante dieléctrica más elevada que el primero y diez veces mayor que el segundo. Analice a 
qué puede deberse esta característica. 
 
12. Describa la unión puente hidrógeno indicando si depende o no de las orientaciones relativas de los 
átomos involucrados. Describa para las proteínas, ácidos nucleicos, hidratos de carbono y lípidos, cuáles 
son los átomos que están presentes en esas moléculas y pueden formar uniones puente hidrógeno 
(indique el enlace, residuo, función química o componente estructural del que forman parte en cada 
caso). 
 
13. ¿Qué solutos son solubles en agua? ¿Cómo se encuentran en ese solvente? ¿Qué significa que un 
compuesto sea caotropo o cosmotropo? ¿Qué compuestos biológicos son anfipáticos? Dibuje una micela. 
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14. Justifique desde el punto de vista de las interacciones ión-dipolo, por qué dos iones de la misma 
carga como el Li+1 y el Na+1 tienen diferentes grados de hidratación. 
 
15. Explique el efecto hidrofóbico o “interacción hidrofóbica”. ¿Puede producirse una interacción 
hidrofóbica en un solvente no acuoso? ¿Qué término es más importante en la energía de interacción; el 
entálpico o el entrópico? ¿En qué fenómenos o estructuras biológicas esto último juega un papel 
relevante? 
 
16. ¿Qué característica fisicoquímica-estructural requieren respectivamente dos átomos o moléculas 
para establecer una interacción de tipo van der Waals, iónica, puente hidrógeno, o bioespecífica? 
Explique más detalladamente esta última interacción. 
 
17. Cuáles de las siguientes interacciones o enlaces participan en la interacción y reconocimiento de 
una macromolécula con sus ligandos específicos: 
 
a) Fuerzas iónicas 
b) Enlaces peptídicos 
c) Puentes de hidrógeno 
d) Interacciones hidrofóbicas 
e) Interacciones de van der Waals 
f) Enlaces fosfodiéster 
g) Puentes disulfuro 
 
18. ¿Qué diferencia existe entre los compuestos cosmotropos y los caotropos? ¿Qué relación guarda 
esta característica y su capacidad de precipitar - solubilizar proteínas y la de estabilizar o desestabilizar su 
estructura? 
 
19. La constante de equilibrio de asociación entre un antígeno y un anticuerpo es Ka = 108 M-1. 
a) Calcule la energía libre de esta reacción y compare su valor con las energías de interacción de las 
uniones no covalentes. 
b) Teniendo en cuenta que las interacciones que contribuyen a generar la interacción bioespecífica son 
de corto alcance: ¿Qué importancia le asigna a la complementariedad estructural en el valor que presenta 
la misma? 
 
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FBCB-UNL Bioquímica Básica de Macromoléculas Guía de coloquios 2020 
 
Cromatografía 
1. Describa el proceso cromatográfico y las características generales de la fase móvil y 
estacionaria. ¿Qué fenómenos están involucrados en el proceso? ¿Por qué se pueden separar los 
componentes de una mezcla? 
2. Los distintos tipos de cromatografía se suelen clasificar en función del fenómeno 
mayoritariamente responsable de la retención sobre la fase estacionaria que, a su vez, implican 
características fisicoquímicas particulares de la misma. Ejemplifique. 
3. Defina la constante de equilibrio de distribución o partición KD, la constante de equilibrio de 
adsorción Kad y el coeficiente de partición K. 
4. Defina la resolución entre dos componentes, en función de parámetros experimentales. 
5. Defina la altura del plato teórico, su significado y cómo se puede calcular en base a datos 
experimentales. 
6. Según la teoría de Van Deemter, ¿de qué factores depende la altura del platoteórico? 
7. La altura del plato teórico se relaciona con la eficiencia de la columna. ¿Con qué aspecto 
experimental del cromatograma se relaciona dicho parámetro? 
8. Defina: tiempo de retención y selectividad. ¿Cómo depende el tiempo de retención del 
coeficiente de partición? 
9. Escriba la ecuación que relaciona la resolución entre dos componentes en función de parámetros 
teóricos. Indique en tal ecuación qué factores están relacionados con la selectividad, con la capacidad 
y con la eficiencia, respectivamente. ¿Cómo se puede optimizar cada uno de estos factores? 
10. Ejemplifique el perfil cromatográfico de dos picos que presenten alternativamente: a) buena 
selectividad y eficiencia; b) buena selectividad y baja eficiencia; c) mala selectividad y buena 
eficiencia; d) mala selectividad y mala eficiencia. 
11. ¿Qué ventajas presenta la cromatografía líquida de alta resolución (presión), HPLC? ¿Por qué? 
12. Respecto a las cromatografías de: intercambio iónico, filtración por gel, fase reversa, 
hidrofóbica y afinidad: a) describa el principio por el cual se produce la separación, b) describa los 
aspectos más importantes a tener en cuenta en las condiciones de equilibrado, siembra y elusión de 
columna (tales como pH, fuerza iónica, volumen y/o concentración de la muestra y velocidad de 
flujo). 
 
Problemas 
1. Se parte de 20 ml de una mezcla equimolecular de tres proteínas A (50 kDa, pI 8,3), B (150 
kDa, pI 8,5) y C (160 kDa, pI 5,5). La misma posee una concentración total de proteínas de 10 mg 
ml-1. En el laboratorio se cuenta con dos tipos de resina, DEAE-celulosa (capacidad 12,5 mg ml-1) 
y Sephadex G200 (rango de fraccionamiento 5.000-600.000 Da). También se dispone de dos 
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columnas de vidrio, una de 1 m de longitud y 10 mm de diámetro y otra de igual capacidad pero de 
10 cm de longitud. Teniendo en cuenta los datos que se detallan más arriba y los elementos de que 
dispone, establezca un protocolo que permita separar los tres componentes de la mezcla, detallando 
la cantidad de resina, la columna y las soluciones que utilizaría en cada paso. Considere que tiene 
acceso a diferentes tipos de sales, especies reguladoras y equipamiento básico de laboratorio. 
2. Los siguientes datos corresponden a una columna cromatográfica de partición: 
Longitud de empaque = 22,6 cm 
Velocidad de flujo o caudal = 0,287 ml / min 
Volumen de la fase móvil = 1,26 cm3 
Volumen de la fase estacionaria = 0,148 cm3 
Un cromatograma de una mezcla de los componentes A, B, C y D proporciona los siguientes datos: 
 
 No retenidos A B C D 
Tiempo retención (min) 4,2 6,4 14,4 15,4 20,7 
Ancho base del pico (min) -- 0,45 1,07 1,16 1,45 
 
Calcular para A, B, C y D: a) el coeficiente de partición (K), b) la constante de distribución (KD) 
Calcular para B y C: a) la resolución, b) el coeficiente de selectividad α, c) la longitud de columna 
necesaria para obtener una R = 1,5, d) el tiempo de separación entre para R = 1,5. 
3. Se desea separar la siguiente mezcla de proteínas cuyos pesos moleculares se indican. 
Albúmina del suero: 68.000. Catalasa: 240.000. Citocromo C: 12.400. -Galactosidasa: 
520.000. 
¿Cuál será el orden de elusión en la columna de filtración por gel? ¿Cuántos picos de elusión se 
obtendrán al utilizar alternativamente cada tipo de Sephadex? [Buscar en Internet los rangos de 
fraccionamiento de cada tipo de Sephadex] ¿Qué tipo de Sephadex sería el más conveniente para 
realizar la separación? 
4. En una columna de Sephadex G150 se separan dos proteínas Q y R. Los picos de elusión 
corresponden a 224 ml (Q) y 40 ml (R). ¿Qué se puede decir del tamaño molecular de cada proteína 
si 224 ml es el volumen total de la columna y 40 ml el volumen de exclusión? ¿Se podría separar 
la proteína Q de azul de dextrano y de p-nitro-fenol? ¿Qué sucedería en el caso de la proteína R? 
¿Qué tipo de Sephadex sería el adecuado para determinar en cada caso el peso molecular de Q y 
de R? 
5. La determinación del peso molecular de la -cetoadípico-enol-lactona hidrolasa de 
Acinetobacter calcoaceticus se llevó a cabo por una cromatografía de exclusión molecular. Los 
valores de Kav para una serie de proteínas patrones fueron: 
 
 
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Proteína Masa molecular (kDa) Kav 
Piruvato quinasa 237 0,156 
Alcohol deshidrogenasa 160 0,160 
Albúmina sérica bovina 67 0,440 
Ovoalbúmina 42 0,550 
Lisozima 14 0,790 
Citocromo c 12 0,840 
 
Determinar la masa molecular de la hidrolasa si su Kav es de 0,67. 
 
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FBCB-UNL Bioquímica Básica de Macromoléculas Guía de coloquios 2020 
 
Electroforesis 
 
1. Respecto al fenómeno electroforético: a) describa el fenómeno y b) analice la dependencia 
funcional de la velocidad y la movilidad electroforética libre en base a una ecuación 
representativa. 
 
2. ¿Que fenómenos están presentes en la electroforesis sobre soporte y cómo influyen en el 
desplazamiento de las partículas? 
 
3. ¿Cómo se puede representar la distribución de iones alrededor de un ión o de una 
superficie cargada? ¿Qué ecuación representa el potencial eléctrico φ, de un ión y su nube, en 
función de la distancia desde el centro del ión al seno de la solución? ¿De qué depende ese potencial? 
¿A que se denomina potencial zeta y de qué depende? 
 
4. Respecto a la velocidad electrosmótica: a) describa el fenómeno, explicando por qué se 
origina; b) analice la dependencia funcional en base a una expresión matemática que lo 
describa; c) explique cómo puede influir en una corrida electroforética. 
 
5. Un capilar de sílica es el medio soporte para una electroforesis, en la que se trabaja a pH 8, 
por lo que los grupos silicato se encuentran desprotonados. Cuando se siembra una molécula 
de carga neutra a ese pH se observa un desplazamiento de la misma hacia el polo negativo. 
¿A qué se debe este desplazamiento? 
 
6. ¿Qué ecuación semi-empírica representa la movilidad de una proteína en gel en función de 
la concentración del gel? Analice cada uno de sus términos y su dependencia funcional. 
 
7. En la electroforesis en gel de poliacrilamida (PAGE) existen distintas variantes de trabajo 
para la separación: a) continua o discontinua; b) condiciones nativas; c) condiciones 
desnaturalizantes con dodecil sulfato de sodio (SDS-PAGE), en medio reductor o no 
reductor; c) condiciones desnaturalizantes con urea. Describa los fundamentos de la 
separación en cada una de las variantes, indicando qué efectos producen el SDS, el reductor, 
la urea y sus aplicaciones. 
 
8. Para dos proteínas monoméricas A y B, cuyas características responden alternativamente a 
las descriptas a continuación en I y II, complete la tabla: 
 
 
 Propiedad y relación de igualdad 
 / desigualdad conocida 
Responder Seleccione los métodos por 
los que se pueden separar 
en cada caso 
I QA / 6 rstokesA = QB / 6 rstokesB 
r Stokes A > r Stokes B 
MA > MB 
¿Cómo resultan 
QA y QB 
entre sí? 
Electroforesis nativa libre, 
PAGE-nativo, 
PAGE-SDS 
II QA / 6 rstokesA > QB / 6 rstokesB 
r Stokes A = r Stokes B 
MA = MB 
¿Cómo resultan 
QA y QB entre 
sí? 
Electroforesis nativa libre, 
PAGE-nativo, 
PAGE-SDS 
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9. Si se tienen dos proteínas de distinto pI, ¿por qué método electroforético las podría 
separar? 
 
10. ¿Qué método electroforético le permite determinar masa molecular? Para una proteína 
pura que es alternativamente: a) monomérica; b) un homotetramérica; c) heterotetramérica 
constituida por dos subunidades α y dos subunidades β. ¿Qué imagen observaría en un gel 
nativo y cuál en un gel desnaturalizante con SDS y reductor? ¿Qué masa podría determinar 
en cada caso y cómo? 
 
11. La electroforesis cruzada o bidimensional se lleva a cabo en dos pasos. ¿Cuáles son en la 
mayoría de los casos y que objetivos se persigue con cada uno y en su conjunto? 
 
12. ¿Qué métodos combinados de análisis electroforético con reacciones inmunoquímicas 
conoce? Describa brevemente. 
 
13.Teniendo en cuenta la estructura molecular y conformación que normalmente adoptan los 
ácidos nucleicos y los polisacáridos. ¿Siempre es posible separarlos por electroforesis? ¿Qué 
medio soporte y condiciones se utilizan generalmente? Desde el punto de vista del ácido 
nucleico, ¿de qué depende la distancia migrada? ¿Cómo se pueden visualizar en el gel? 
 
14. En una electroforesis de alto voltaje en papel a pH 4,0 ¿qué aminoácidos, de los veinte 
proteicos migrarán hacia el cátodo y cuáles hacia el ánodo? 
Los valores de pKa de los aminoácidos puede encontrarlos en el sitio web: 
http://www.cem.msu.edu/~cem252/sp97/ch24/ch24aa.html 
 
15. Se tiene una mezcla del compuesto M, que es el pentapéptido Pro-Gly-Phe-Ser-Cys y del 
compuesto Q, que es la forma oxidada de M donde los grupos –SH de la Cys forman un 
puente disulfuro. a) ¿Cómo podría separar M de Q? b) ¿Es el compuesto Q un decapéptido? 
c) ¿Podría utilizar el mismo principio separativo para una mezcla de glutatión en su estado 
reducido (GSH) y oxidado (GSSG)? 
La estructura del GSH puede encontrarla en el sitio web: 
https://www.google.com.ar/search?q=glutathione+structure&tbm=isch&tbo=u&source=univ
&sa=X&ved=0ahUKEwj_loj3yOPLAhXDTJAKHewlCAAQsAQIPg&biw=979&bih=916#i
mgrc=aLqUi35fgNQDuM%3A 
El artículo de MC Gennaro y C Abrigo (1992) Journal of Pharmaceutical and Biomedical 
Analysis 10: 61-5, al que puede accederse por la biblioteca virtual del Mincyt, describe un 
procedimiento cromatográfico para realizar tal separación. 
 
16. Calcúlese el punto isoeléctrico de la glicina a partir de los datos siguientes obtenidos 
mediante una electroforesis de alto voltaje en papel. 
 
pH 2 3 4 5 7 8 9 10 
distancia (cm) 3,3 2,5 1,7 0,8 -0,7 -1,8 -3,3 -3,4 
 
17. En una electroforesis sobre soporte capilar de sílica, un compuesto neutro se desplaza 45 
cm hacia el cátodo en 10 min. El campo eléctrico aplicado es de 300 V/cm. Sabiendo que la 
movilidad libre de una proteína, en iguales condiciones de pH y fuerza iónica es de 0,01 
(cm/min)/(V/cm) hacia el ánodo, cuánto tiempo tardará la proteína en desplazarse los 45 cm, 
si se la siembra en ese capilar? 
 
http://www.cem.msu.edu/~cem252/sp97/ch24/ch24aa.html
https://www.google.com.ar/search?q=glutathione+structure&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwj_loj3yOPLAhXDTJAKHewlCAAQsAQIPg&biw=979&bih=916#imgrc=aLqUi35fgNQDuM%3A
https://www.google.com.ar/search?q=glutathione+structure&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwj_loj3yOPLAhXDTJAKHewlCAAQsAQIPg&biw=979&bih=916#imgrc=aLqUi35fgNQDuM%3A
https://www.google.com.ar/search?q=glutathione+structure&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwj_loj3yOPLAhXDTJAKHewlCAAQsAQIPg&biw=979&bih=916#imgrc=aLqUi35fgNQDuM%3A
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18. ¿Cómo podría separar una mezcla de glucosa (Glc), glucosa-1-fosfato (Glc-1P) y UDP-
glucosa (UDP-Glc)? Busque las estructuras de estos compuestos en Internet. Estos 
compuestos fueron separados en estudios pionero realizados por el grupo de LF Leloir, como 
el trabajo de la publicación de AC Paladini y LF Leloir (1952) Biochemical Journal 51: 26-
30. 
 
19. La enzima glicerol-3P deshidrogenasa de Ceratitis capitata da un valor de movilidad 
relativa de 0,45 en SDS-PAGE. Las proteínas patrones de pesos moleculares conocidos dan 
las movilidades siguientes, cuando fueron analizadas en las mismas condiciones: 
 
Proteína Citocromo c Mioglobina Tripsina Aldolasa Albúmina 
Peso molecular 12.350 17.800 23.600 38.000 43.500 
Movilidad 0,87 0,75 0,60 0,36 0,15 
 
Calcúlese el peso molecular de la glicerol-3P deshidrogenasa. 
 
Métodos hidrodinámicos y parámetros de forma y tamaño: difusión, fricción y radio de 
Stokes 
 
1. ¿Qué modelos conformacionales pueden utilizarse para representar las macromoléculas, 
considerándolas como partículas? ¿Cuál de esos modelos se asemeja más respectivamente, a 
una proteína alternativamente en estado nativo o desnaturalizado, un ácido nucleico, o un 
polisacárido? 
 
2. Exprese la masa y el volumen de la macromolécula, en función de su masa molar y 
teniendo en cuenta el coeficiente de solvatación. 
 
3. Defina coeficiente de difusión y coeficiente de fricción y explique de qué dependen. 
 
4. Defina radio equivalente de Stokes y explique cómo se calcula. 
 
5. ¿Qué parámetros macromoleculares y qué métodos de separación y caracterización 
dependen del radio de Stokes? 
 
6. ¿Cómo se supone que varían el radio de Stokes, el coeficiente de sedimentación, la 
movilidad elecrotroforética en gel y el volumen de elusión en cromatografía de filtración por 
gel, cuando una proteína se desnaturaliza? 
 
7. Una macromolécula tiene una masa molecular de 60.000 Da, un volumen específico 
parcial de 0,73 cm3/g y un coeficiente de hidratación de 0,1. a) Calcule el volumen de la 
molécula hidratada. b) Explique si con estos únicos datos puede calcular el coeficiente de 
fricción real y el radio equivalente de Stokes de la proteína c) Calcule los valores mínimos 
que podrían tener el coeficiente de fricción y el radio para esa proteína. 
 
8. La ubiquitina es una proteína pequeña de peso molecular 8.500. El volumen específico 
parcial es v2 = 0.72 cm
3/g y presenta un 10 % de hidratación (δ= 0.1). Para esta proteína se 
determinaron los coeficientes de fricción en estado nativo, y desnaturalizado por urea, siendo: 
fN = 2.96 10
-8 g/s y fD = 4.86 10
-8 g/s. Calcule: a) El radio de la proteína, suponiendo que es 
una esfera, de la que solo conoce la masa molecular, el volumen específico parcial y la 
hidratación. b) El radio de Stokes para la proteína en su estado nativo y desnaturalizado, en 
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un medio cuya viscosidad es η = 1.10-2 poise (dyn . seg/cm2). c) ¿Qué conclusión obtiene 
respecto de las formas de la proteína nativa y desnaturalizada y respecto de los radios 
calculados en los puntos 1 y 2 respectivamente? 
 
Sedimentación 
 
1. ¿Qué utilidad tienen los métodos de sedimentación? 
 
2. ¿Que diferencias hay entre una centrífuga común, una súper-centrífuga y una 
ultracentrífuga? 
 
3. ¿Que fuerzas intervienen sobre las moléculas en una experiencia de centrifugación? 
 
4. ¿Cuáles son las ecuaciones de la velocidad de sedimentación y el coeficiente de 
sedimentación? ¿De qué dependen? 
 
5. Respecto a la velocidad de sedimentación, ¿cómo depende la distancia migrada hacia el 
fondo de la celda con el tiempo de sedimentación? 
 
6. a) Defina fuerza centrífuga relativa (FCR) o g. 
b) Demuestre que la FCR = 11,19 10-6 cm-1. rpm2. r (cm). 
 
7. Dado el siguiente rotor de ángulo fijo, en el que las distancias mínimas y máximas al rotor 
son respectivamente 4.8 cm y 8 cm (media = 6,4 cm). 
 
 
 
a) Calcular las rpm necesarias para centrifugar alternativamente a 50.000 g y a 100.000 g. b) 
A cuántas rpm debería centrifugar para sedimentar una proteína cuyo S = 2 o una cuyo S = 
10, en 2 h. c) Si las máximas rpm que puede alcanzar son 20.000, con un rotor de r (menisco) 
= 4.8 cm y r (máximo) = 8 cm, calcule el valor mínimo de coeficiente de sedimentación 
deben tener las partículas para sedimentarlas en 1 h. Esas partículas ¿serán proteínas? 
 
8. Sobre los métodos de velocidad de sedimentación: a) ¿Qué diferencia hay entre velocidad 
de sedimentación de frente y de zona, y que utilidad tiene cada uno? b) Explique cómo se 
produce el proceso de separación en una experiencia de velocidad de sedimentación de zona 
y frente. Para un sistema de tres componentes (solvente y dos solutos macromoleculares), 
trace un diagrama aproximado de la variación de concentración en función del radio, a 
tiempo cero y a un tiempo en el que se ha producido la separación. 
 
9. El método de centrifugación en gradiente de densidad, generado con una sal de alta 
densidad, tal que en un punto del mismo la densidad es mayor que la de las moléculas que 
sedimentan, es un método de equilibrio de sedimentación. Explique qué diferencia presenta 
respecto de los de velocidad de sedimentación, cómose produce el proceso de separación, y 
en función de que propiedad se separan los componentes en cada caso. 
 
 
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10. Se ha estudiado por medio de la centrífuga el efecto de la pepsina (enzima) sobre una 
pseudoglobina diftérica antitóxica obtenida del cobayo. Los coeficientes de sedimentación 
antes y después del tratamiento con pepsina fueron 7,2 y 5,7 Sbedverg, respectivamente, y los 
correspondientes coeficientes de difusión fueron 3,9 10-7 y 5,8 10-7 cm2/seg. Se supone que el 
volumen específico parcial de la proteína es el mismo antes y después del tratamiento y tiene 
un valor de: v2 = 0.745 cm
3/g. Considerar = 1 g/cm3 la densidad del agua a 20 ˚C. Determinar 
el efecto del tratamiento con pepsina sobre la toxina diftérica. 
 
11. En un experimento de velocidad de sedimentación de frente, se centrifuga una proteína 
durante 2 h a 52.000 rpm. A distintos tiempos, se obtienen fotografías del frente, 
determinados por óptica de Schlieren, obteniéndose los siguientes datos: 
 
Tiempo (min) 20 40 60 80 100 
Distancia al eje de giro (cm) 6,38 6,51 6,63 6,77 6,9 
 
Calcule el coeficiente de sedimentación de la proteína. 
 
12. La DNA ligasa de E. coli tiene un peso molecular de 74.000 y un v2 = 0.737 cm
3/g. Se 
somete a una experiencia de velocidad de sedimentación de frente en una ultracentrífuga 
analítica y se obtienen los valores de radios a los que se observa el frente a distintos tiempos 
que se muestran en la tabla. 
 
Tiempo (min) 0 20 40 60 80 100 120 140 
R (cm) 5.991 6.0217 6.1141 6.2068 6.3040 6.4047 6.5133 6.6141 
 
Calcular el coeficiente de sedimentación y el de fricción (dens solv = 1 g/cm3) 
 
13. El ADN de un virus polyoma posee un coeficiente de sedimentación S = 20. La digestión 
con una DNasaI produce un cambio del coeficiente que adopta un valor S = 16. Esta 
disminución del coeficiente podría ser debida a una disminución de la masa molecular, o a un 
cambio conformacional. Explique qué experimentos podría realizar para decidir entre ambas 
posibilidades. Analice tanto en base a otras metodologías como en base a otro método de 
sedimentación. 
 
14. Efectúe un diagrama de los distintos procesos de centrifugación que se podrían emplear 
para efectuar un fraccionamiento subcelular, a partir de un homogenado. 
 
FBCB-UNL Bioquímica Básica de Macromoléculas Guía de coloquios 2020
Proteínas. Niveles estructurales, funciones, plegamiento y desnaturalización.
1. ¿Qué entiende por aminoácido proteico y no-proteico? De ejemplos e indique qué funciones 
biológicas cumplen cada uno. ¿Qué características tienen los aminoácidos que conforman una 
proteína? ¿Son importantes la estructura y características comunes de los aminoácidos para las 
propiedades de las proteínas? ¿Qué otras funciones biológicas cumplen los aminoácidos además 
de ser los sillares de los polipéptidos?
2. ¿Qué son los péptidos? ¿Conoce algún péptido con funciones biológicas? Químicamente, ¿qué 
tipo de enlace es el que establece la existencia de un péptido? ¿Qué enlaces covalentes pueden 
poseer además del peptídico?
3. ¿Qué son las proteínas? ¿Qué funciones cumplen? ¿Qué enlaces covalentes pueden poseer 
además del peptídico? ¿Qué compuestos químicos o grupos orgánicos no peptídicos pueden 
formar parte de la estructura funcional en proteínas conjugadas? Dada la estabilidad del enlace 
peptídico, ¿cómo se puede romper?
4. ¿Qué grupos químicos le confieren la carga a las proteínas? Asumiendo un pH 7 en el medio 
intracelular, ¿cuáles le conferirán carga negativa y cuáles carga positiva? (suponga que los pKa
de los aminoácidos no se alteran por estar insertos en el estructura macromolecular).
5. ¿De qué depende la característica hidrofóbica o hidrofílica de un aminoácido? ¿Cómo se 
puede evaluar? ¿Qué es y qué utilidad tiene el diagrama de hidropatía de un polipéptido?
6. Defina estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria; indicando el tipo de 
interacciones (y el grado de importancia) que contribuyen a mantener cada una de ellas.
7. ¿Qué tipos de estructuras secundarias conoce? ¿Qué ángulos definen fundamentalmente la 
estructura secundaria? ¿Qué representan los gráficos de Ramachandran?
8. ¿Se pueden predecir las estructuras secundaria y terciaria de una proteína?
9. ¿Qué se entiende por dominio, qué por subunidad y qué por cadena polipeptídica?
10. ¿Hay alguna correlación entre los distintos niveles estructurales que tiene una proteína? 
Describa brevemente el experimento de Anfinsen.
11. ¿Qué procesos pueden ocurrir durante el plegamiento in vivo de una proteína? ¿Qué 
modificaciones post-traduccionales pueden producirse? ¿Qué son las chaperonas? ¿Qué son los 
cuerpos de inclusión? ¿Qué son los priones?
12. ¿Qué condiciones pueden conducir a la desnaturalización de una proteína? ¿Qué propiedades 
macromoleculares se alteran?
13. ¿Qué se entiende por estado nativo de una proteína? ¿Qué evidencias permiten suponer que el 
estado nativo es el termodinámicamente más estable?
14. ¿Qué efectos produce el cambio de pH sobre la estructura proteica? ¿Puede un cambio de pH 
1
producir pérdida de funcionalidad sin que haya desnaturalización de la proteína? ¿Por qué en 
general todas las proteínas se desnaturalizan a valores de pH extremos? Trace una curva típica de 
la solubilidad en función del pH y otra en función de la fuerza iónica. Los efectos solubilizantes 
y precipitantes, ¿son independientes del tipo de sal utilizada? Cuando se precipita con sulfato de 
amonio, ¿se desnaturaliza la proteína? ¿Por qué generalmente se utiliza sulfato de amonio en 
lugar de cloruro de amonio o de cloruro de sodio en el fraccionamiento de proteínas por 
precipitación salina?
15. Describa los métodos que conoce para cuantificar proteínas en solución, analizando los 
fundamentos e interferencias más importantes.
Problemas
1. a) Escriba, usando el código de una letra*, cinco pentapéptidos posibles que contengan (uno 
de cada uno por vez) los aminoácidos Pro, Ala, Cys, Phe y Leu. b) ¿Cuántos pentapéptidos 
totales hay con tales características? c) Utilizando los valores de la tabla encontrada en*, 
¿cuántos pI distintos encontraría si determinara los mismos para todos los pentapéptidos 
posibles? y ¿cuántos del total de pentapéptidos tienen igual pI? *Puede encontrar los códigos y 
los valores de pKa en el sitio: http://www.sigmaaldrich.com/life-science/metabolomics/learning-
center/amino-acid-reference-chart.html
2. La hemoglobina no-simbiótica de plantas es una proteína conjugada de estructura 
homodimérica y masa molecular 39,6 kDa. El grupo prostético (grupo hemo) contiene Fe y el 
mismo constituye el 0,282% en peso de la holo-proteína ¿Cuántos átomos de Fe contiene la 
hemoglobina no-simbiótica de vegetales?
3. Un estudio para determinar si existen diferencias estructurales entre la enzima ADP-glucosa 
pirofosforilasa (ADP-GlcPPasa) proveniente de la bacteria Escherichia coli (Eco) y de la especie 
vegetal Arabidopsis thaliana (Ath) arrojó los siguientes resultados:
I. Las proteínas eluyeron de una columna de Superdex 200 con Ve de 14,32 ml (EcoADP-
GlcPPasa) y 14,28 ml (AthADP-GlcPPasa). Para la columna de Superdex 200 se determinaron 
valores de Vo y Vt de 11,0 ml y 23,0 ml, respectivamente, mientras que el calibrado de la 
columna se muestra en la tabla:
Proteína Tiroglobulina Ferritina Aldolasa Conalbúmina Ovalbúmina
MM (kDa) 669 440 158 75 44
Ve (ml) 11,22 11,74 15,33 17,13 18,06
II. Al realizar electroforesis de las proteínas en gel de poliacrilamida en condiciones nativas 
(PAGE) y desnaturalizadas con dodecil-sulfato de sodio (SDS-PAGE) se obtuvieron los 
resultados mostrados en la figura:
2
III. Por isoelectroenfoque (IEF) nativo se determinó que la enzima de E. coli migra como una 
única banda de pI de 5,77; mientras que para la enzima de A. thaliana se observó una única 
banda con pI de 5,51. Por IEF desnaturalizante con urea, la enzima de origen bacteriano mostró 
el mismo pI; mientras que la de origen vegetal mostródos bandas que enfocaron a pH 5,18 y 
6,06, las cuales respectivamente corresponden a la banda más liviana y más pesada observadas 
por SDS-PAGE.
En base a estos resultados: a) Describa con el mayor detalle posible la estructura de la ADP-
GlcPPasa de cada origen, indicando las similitudes y diferencias encontradas. b) Construya 
figuras que esquematicen qué se obtendría en cada caso si la EcoADP-GlcPPasa y la AthADP-
GlcPPasa fueran analizadas por electroforesis bidimensional de los tipos PAGE/SDS-PAGE, 
IEF/PAGE e IEF/SDS-PAGE. 
4. La secuencia de una proteína que posee un dominio inserto en la membrana es:
MYGKIIFVLLLSEIVSISASSTTGVAMHTSTSSSVTKSYISSQTNDTHKRDTYAATPRAHEV
SEISVRTVYPPEEETGERVQLAHHFSEPEITLIIFGVMAGVIGTILLISYGIRRLIKKSPSD
VKPLPSPDTDVPLSSVEIENPETSDQ
Luego de ingresar al servidor de identificación y caracterización de proteínas Expasy 
(http://ca.expasy.org), a) Analice el perfil de hidrofobicidad utilizando la herramienta Protscale
(http://web.expasy.org/protscale/) y la escala de Kyte and Doolittle. Identifique las regiones 
hidrofóbicas. b) Analice si la misma posee un péptido tránsito con el servidor SignalP
(http://www.cbs.dtu.dk/services/SignalP/). En caso positivo corte dicho péptido e indique cuál 
será la región transmembrana de la secuencia madura utilizando el servidor TMHMM
(http://www.cbs.dtu.dk/services/TMHMM/). c) Calcule aproximadamente el pI del péptido en 
negrita, asumiendo que los pKa de los residuos en la proteína son los mismos que para los 
aminoácidos libres. Ingrese al servidor Compute pI/Mw (http://ca.expasy.org/tools/pi_tool.html) 
y calcule el pI del mismo.
5. Ud. determina la concentración de proteína en una muestra que está en un medio que contiene 
Hepes-NaOH 50 mM pH 7,5; MgCl2 5 mM; EDTA 0,5 mM y glucosa 0,02 mM. Utilizando el 
método de Bradford (unión del colorante Coomassie Brilliant Blue) obtuvo un valor de 
concentración de 1,2 mg/ml, mientras que por el método de Lowry el valor obtenido fue de 2,8 
mg/ml. Para cada uno de los métodos empleados construyó curvas de calibración utilizando 
albúmina sérica bovina preparada en un medio conteniendo Hepes-NaOH 50 mM pH 7,5 y 50 
mM NaCl. a) ¿A qué atribuye la discrepancia obtenida en los resultados? b) ¿Cuál de las dos 
determinaciones considera que es la que indica la verdadera concentración de proteína en la 
solución? c) ¿Cómo podría corregir el error para la determinación que dio el valor erróneo de 
concentración?
3
6. Teniendo en cuenta los datos de solubilidad de sales de la tabla encontrada en el sitio web: 
https://en.wikipedia.org/wiki/Solubility_table#M indique: a) ¿Cuál es el rango de fuerza iónica 
que es posible variar cuando se utiliza NaCl o (H4N)2SO4 para separar proteínas a 0 ºC? b) ¿Por 
qué no se utiliza Na2SO4 para realizar fraccionamiento salino de proteínas? c) ¿Encuentra algún 
inconveniente en utilizar MgS04 para realizar fraccionamiento salino de proteínas?
7. Se desea concentrar por precipitación una proteína que se encuentra en solución y cuyo pI = 
5,5. ¿Qué compuesto: sulfato de amonio, cloruro de sodio o urea y qué pH de trabajo: pH 4,0; 5,5 
u 8,0 elegiría para ese fin? Justifique.
8. Un residuo carboxilo de un polipéptido puede formar un puente salino (interacción 
electrostática atractiva) con un residuo amino de una lisina o guanidinio de una arginina. 
¿Cuándo tendrá más posibilidades de producirse la unión: si ambos están expuestos al solvente o 
si se encuentran en el interior de la estructura proteica, en una región donde el solvente es 
inaccesible?
9. Trabajando con una concentración total de proteína de 2,0 x 10-3 M se evaluaron las 
concentraciones de las formas nativa y desnaturalizada de una enzima a distintas temperaturas 
como se indica en la tabla.
Temperatura (ºC) [desnaturalizada] (M) [nativa] (M)
50 5,1.10-6 2,0.10-3
100 2,8.10-4 1,7.10-3
Asumiendo que la forma nativa (N) y desnaturalizada (D) están en equilibrio: D N, responda: a) 
El proceso de renaturalización, en las condiciones de estado estándar, ¿será espontáneo a 50 ºC? 
b) Calcule ∆Hº y ∆Sº para la reacción de plegamiento de la proteína (asumiendo que son 
constantes en el rango de temperatura estudiado) y analice sus valores en relación a la 
termodinámica del proceso de plegamiento. 
10. Los valores de pKa de los aminoácidos se encuentran tabulados, normalmente para los 
residuos libres y en determinadas condiciones. Cuando se encuentran formando parte de la 
estructura proteica estos valores pueden o no conservarse, dependiendo del entorno en que se 
ubiquen. En la T4-lisozima los residuos Asp 70 e His 31 se encuentran próximos en la estructura 
tridimensional y forman un puente salino. Se determinaron los valores de los pKa de ambos 
residuos alternativamente en la proteína nativa y en la proteína desnaturalizada, obteniéndose los 
valores que se muestran en la tabla, junto con los tabulados para los aminoácidos libres.
Estado pKa Asp pKa His
En la proteína (estado1) 0,5 9,0
En la proteína (estado2) 4,0 6,8
Residuos libres 4.25 6,0
a) Compare los valores de los pKa de los residuos cuando forman parte de la proteína con los 
tabulados para los aminoácidos libres y explique cuál de los dos estados de la tabla (1 o 2) 
supone que corresponderán al del estado nativo o al desnaturalizado. b) Una vez adjudicados los 
pKa a cada estado, explique en cuál de los dos estados será más fuerte la interacción iónica entre 
estos residuos a pH 5,0. c) En el estado nativo, ¿se formaría este puente salino a pH 10? 
4
 1 
FBCB-UNL Bioquímica Básica de Macromoléculas Guía de coloquios 2020 
 
Enzimas, generalidades 
 
1. ¿Qué es un catalizador? ¿Por qué aumenta la velocidad de reacción? ¿Es posible 
aumentar la constante de equilibrio de una reacción utilizando un catalizador? 
Ejemplifique cómo puede actuar un catalizador químico. 
 
2. ¿Qué son las enzimas? ¿Qué son los cofactores y los grupos prostéticos de enzimas? 
¿Qué tipos de compuestos actúan como cofactores? ¿Qué entiende por apo- y holo-
enzima? 
 
3. Describa las características más relevantes de las enzimas como catalizadores. ¿Cómo 
es la interacción enzima sustrato? ¿Qué efectos catalíticos se producen en el sitio 
activo? 
 
4. ¿Qué significan los números que identifican a una enzima de acuerdo a la 
nomenclatura de la “Comisión de Enzimas” (Enzyme Commission) “Comité de 
Nomenclatura de la Unión Internacional de Bioquímica y Biología Molecular” 
[Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular 
Biology (NC-IUBMB)]. ¿Qué reacción catalizan las enzimas cuyas tres primeros 
números de código son EC 2.7.7....? 
 
5. Trace un perfil de energía en función de las coordenadas de reacción para una 
reacción catalizada, y explique su significado. Compare con una reacción no catalizada. 
 
 
Purificación de proteínas 
 
1. La obtención de una proteína en forma pura, ya sea desde una fuente natural o 
expresada en una célula huésped transformada con un vector adecuado que la codifica, 
¿requiere tareas previas a las específicas de purificación? ¿Cuáles son las mismas? 
 
2. Describa la propiedad más importante por la que se puede separar a las 
macromoléculas con cada método separativo. 
 
3. ¿Qué determinaciones experimentales debe realizar para efectuar el seguimiento del 
proceso de purificación y recuperación de la proteína en cada paso y cómo construye con 
esos datos una tabla de purificación? 
 
4. ¿Qué tipo de métodos conoce para realizar medidas de actividad enzimática? 
 
5. Enumere todos los recaudos que debe tomar para realizar una medida de actividad 
enzimática en forma adecuada. 
 
 2 
6. ¿Qué procedimientos conoce para realizar la extracción de la proteína a purificar 
desde el tejido o la célula? 
 
7. Si tiene un cultivo celular del que desea purificar una proteína intracelular. a) Explique 
qué procedimientos realizaría para obtener un extracto crudo en el que se encuentre 
soluble la proteína. b) ¿Qué procesos de fraccionamiento (no cromatográficos) aplicaría 
en las primerasetapas para purificar parcialmente la proteína? c) Suponga que la 
estrategia de purificación del extracto crudo obtenido en el punto anterior consiste en un 
fraccionamiento salino con sulfato de amonio (al 70% de saturación), seguido de una 
cromatografía de intercambio iónico. Si luego de realizado el fraccionamiento salino 
obtiene la proteína de interés en el precipitado, ¿qué pasos previos y por qué debería 
efectuar antes de sembrar la muestra en la columna de cromatografía de intercambio 
iónico? 
 
8. ¿Hasta cuándo sigue realizando pasos de purificación de una proteína? ¿Cómo puede 
estimar el grado de pureza alcanzado por un dado protocolo de purificación? 
 
Problemas 
[Salvo que se indique expresamente algo diferente, una unidad de actividad enzimática 
(U) es la cantidad de enzima que cataliza la conversión de 1 µmol de sustrato, o la 
aparición de 1 µmol de producto por minuto, en las condiciones especificadas en cada 
caso] 
 
1. Se desea determinar la actividad enzimática de una acetilsalicilato deacetilasa (EC 
3.1.1.55) de hígado de camello (Camelus dromedarius) presente en 1,5 ml de una 
muestra a pH 7,3 y conteniendo 12,5 mg/ml de proteína. La enzima cataliza 
preferentemente la reacción: 
 
acetilsalicilato + H2O  salicilato + acetato 
 
La actividad de la enzima puede ensayarse con el sustrato alternativo para-nitro-fenil-
acetato (pNPA): 
 
 
 
Así, la actividad puede ensayarse por un método continuo, ya que el pNP absorbe a 405 
nm, con un Ɛ405 nm = 18,0 mM
-1.cm-1 
 
Al ensayar la actividad enzimática con 10 µl de una dilución 1:50 de la muestra, en un 
medio 50 mM Tris-HCl pH 8,1 conteniendo 5 mM MgCl2 y 2 mM pNPA en un 
 3 
volumen final de 0,5 ml, se obtuvo un ∆Abs405nm de 0,36 (utilizando una cubeta de 1 cm 
de camino óptico) luego de 2 min de reacción. 
 
a) Calcular la actividad específica y las unidades por ml de la enzima en la muestra. 
b) ¿Cuántas U de acetilsalicilato deacetilasa hay en la muestra? 
c) ¿Podría haber realizado el ensayo utilizando las mismas condiciones pero sin diluir la 
muestra? Justifique su respuesta. 
d) ¿Qué valor de ∆Abs405nm se obtendría al cabo de 10 min de reacción si se ensayara la 
actividad con 25 µl de una dilución 1:100 de la muestra? 
 
2. La fructosa-bisfosfato aldolasa (EC 4.1.2.13) es una enzima ubicua, que se encuentra 
en organismos procariotas y eucariotas, tanto autotróficos como heterotróficos y cataliza 
la ruptura de la fructosa-1,6-bisP (Fru1,6P2) con producción de gliceraldehído-3P 
(Ga3P) y dihidroxiacetona-P (DHAP) según la reacción: 
 
Fru1,6P2  Ga3P + DHAP 
 
Una de las funciones biológicas principales de la enzima es la de estar involucrada en el 
metabolismo glucolítico. La medida de actividad de la aldolasa puede realizarse por un 
método continuo acoplado a las sucesivas reacciones de la triosa-P isomerasa (TPIasa): 
 
DHAP  Ga3P 
 
y de la Ga3P deshidrogenasa (Ga3PDHasa) fosforilante (que se desacopla por el 
agregado de arseniato en lugar de fosfato): 
 
Ga3P + NAD+ + arseniato  3P-glicerato + NADH + H+ 
 
Utilizando este método, se ensaya a 30 ºC la actividad enzimática de una muestra de 
aldolasa de hepatocito de oso pardo. El medio de ensayo tiene un volumen final de 3 ml 
(en una cubeta de espectrofotómetro de 1 cm de camino óptico) y contiene 50 mM 
Mops-NaOH pH 7,5, 5 mM Fru1,6P2, 5 mM MnCl2, 2 mM NAD
+, 5 U de TPIasa, 2 U 
de Ga3PDHasa y 10 mM arseniato. Se realiza la medida con 20 µl de una dilución 
1:200 de la muestra y se obtiene un ∆Abs340nm de 0,311 luego de 3 min de reacción. [El 
Ɛ340 nm del NADH es de 6.220 M
-1.cm-1] 
 
a) ¿Cuál es la actividad de la aldolasa por mililitro de la muestra? 
b) Si la actividad específica de la aldolasa en la muestra fuera de 125 U/mg, ¿cuál sería 
la concentración de proteína en la misma? 
c) Si se realizara el ensayo en idénticas condiciones (incluso de pH 7,5) pero el medio 
careciera de buffer, ¿cuál sería el pH final luego de los 5 min de reacción? 
d) Si el ensayo se realizara en idénticas condiciones, pero se utilizara la muestra de 
aldolasa sin diluir, ¿qué ∆Abs340nm esperaría determinar luego de los 30 s de reacción? 
 
 4 
3. La enzima cistationina β-liasa (desaminante) (EC 4.4.1.8) está involucrada en el 
metabolismo de la L-metionina en diferentes organismos, catalizando la reacción 
prácticamente irreversible de ruptura hidrolítica de la L-cistationina con producción de 
amonio: 
 
L-cistationina + H2O  L-homocisteína + piruvato + NH4
+ 
 
 
 
 
 
 
 
 L-cistationina piruvato L-homocisteína 
 
[A pH 6,5: I. La cistationina tiene no tiene carga neta, ya que el pKa de los grupos 
carboxilo es de ~3,0 y el de los grupos amino de ~10,0. II. Lo mismo ocurre con la L-
homocisteína, ya el pKa de los grupos carboxilo y amino son similares y el del grupo –
SH es de ~8,5. III. El piruvato tiene carga negativa, dado que el pK del grupo carboxilo 
es de ~4,0] 
 
Ud. es empleado de un laboratorio farmacéutico y tiene que resolver sobre la compra de 
cistationina β-liasa comercial, teniendo dos cotizaciones de sendas compañías 
biotecnológicas. Ambos productos ofrecidos contienen la cistationina β-liasa del mismo 
origen biológico a un 90% de pureza. 
La compañía P cotiza a $8.300 por 2.000 U de actividad enzimática (ensayados a 25 ºC 
y a pH 6,5). La compañía Z cotiza a $9.200 por 2 ml de un producto conteniendo 10 
mg/ml de proteína, pero no informa cuál es la actividad enzimática. Para encontrar esto 
último, Ud. realiza la medida de actividad catalítica por un método discontinuo. El 
método está basado en utilizar [14C]cistationina (uniformemente marcada, con 
radioactividad específica de 9.331 dpm/µmol) para, trabajando a pH 6,5, capturar 
diferencialmente el piruvato producido adsorbiéndolo a discos de papel de filtro cargado 
positivamente con grupos DEAE. Luego de lavar exhaustivamente los discos de papel 
para eliminar la adsorción inespecífica, se los seca en estufa y se cuenta la 
radioactividad incorporada a los mismos en un contador de centelleos. 
Realiza la medida de actividad de cistationina β-liasa a 25 ºC (y demás condiciones 
idénticas a las informadas para el producto P) en un volumen final de 1 ml utilizando 10 
µl de una dilución 1:250 del producto Z y deja llevar a cabo la reacción por 5 min (son 
condiciones de velocidad inicial). Detiene la reacción por calentamiento en baño maría 
hirviente durante 30 s. Luego de enfriar toma la mitad de volumen (0,5 ml) y lo adsorbe 
sobre un disco de papel-DEAE. Termina de procesar el disco de papel y determina en el 
mismo un valor de radioactividad incorporada de 799,9 dpm. 
En base a todos los datos que ahora dispone, ¿cuál producto compra, el P o el Z? 
 
 5 
4. Durante la purificación de una enzima de 50 kDa el paso 5 fue una cromatografía de 
exclusión molecular en Superdex 200 y los diferentes valores de las columnas de la 
tabla de purificación resultaron ser como se muestra: 
 
Volumen 
(ml) 
[Proteína] 
(mg/ml) 
Proteína 
(mg) 
Actividad 
(U/ml) 
Actividad 
(U) 
Actividad 
(U/mg) 
Rendimiento 
(%) 
Purificación 
(veces) 
10 50 2.000 45 800 
 
a) Complete la tabla en los casilleros faltantes de datos. 
b) ¿Qué datos podría completar de la tabla para los casilleros correspondientes al 
extracto crudo (primer paso de purificación)? 
c) ¿Qué valores correspondería poner en cada casillero si la muestra obtenida de la 
columna de Superdex 200 fuera concentrada 5 veces por ultrafiltración con límite de 
corte 5K? 
d) ¿Qué valores correspondería poner en cada casillero si la muestra obtenida de la 
columna de Superdex 200 fuera diluida por el agregado de 40 ml de buffer (el mismo en 
el que se encuentra la enzima)? 
 
5. Se purificó una fructosa-bisfosfato aldolasa (EC 4.1.2.13) [ver problema 2 de más 
arriba] del alga fotosintética Chlorella fusca. 
Se obtuvieron por sonicación de células enteras 120 ml de un extracto crudo 
conteniendo 25 mg/ml de proteína y 20 U/ml de actividad enzimática. Posteriormente se 
realizó un fraccionamiento salino, recuperándosela actividad enzimática en la fracción 
40-70% de saturación con sulfato de amonio. Esta fracción se redisolvió en 40 ml dando 
una concentración de proteína de 20 mg/ml y 2.800 U de actividad enzimática. 
Luego se realizó una cromatografía de interacción hidrofóbica en columna de Phenyl 
Superose, recuperándose 5 ml conteniendo 1.200 U de actividad enzimática y 2 mg de 
proteína. Esta fracción se concentró 10 veces por ultrafiltración por Centricon con 
membrana de tamaña de exclusión 3K. 
Finalmente se realizó una cromatografía de exclusión molecular en Sephacryl S300 
donde se recuperaron 6 ml y 0,1 mg/ml de proteína. La actividad de la enzima fue 
medida por el método y en las condiciones detalladas en el problema 2. El agregado de 
1 µl de esta última fracción produjo un aumento de absorbancia a 340 nm de 0,622 al 
cabo de 60 s. 
 
a) Construya la tabla de purificación. 
b) Indique cuál es el rendimiento y la purificación total alcanzados. 
c) Indique cuál es la etapa de mayor purificación y cuál la de mayor rendimiento. 
d) Indique si todos los pasos se justifican fundamentando su respuesta. 
 
6. Continuando con el problema anterior. Un individuo purificó la misma enzima de la 
misma alga fotosintética, pero producida en forma recombinante por expresión 
heteróloga del gen respectivo en células de Escherichia coli. En el último (tercero) paso 
 6 
de purificación que empleó según el protocolo que desarrolló obtuvo los siguientes 
datos: 
 
Volumen 
(ml) 
[Proteína] 
(mg/ml) 
Proteína 
(mg) 
Actividad 
(U/ml) 
Actividad 
(U) 
Actividad 
(U/mg) 
Rendimiento 
(%) 
Purificación 
(veces) 
5 15 4.574 65 90 
 
Además, la muestra de la enzima recombinante fue estudiada por ultracentrifugación 
analítica encontrándose la presencia de una única banda proteica. 
 
En base a esta información y la correspondiente al problema anterior: 
a) Esquematice qué resultado obtendría al realizar un PAGE nativo y un SDS-PAGE 
con la muestra del último paso de purificación de la proteína purificada de fuente 
biológica (problema anterior). 
b) Esquematice también el PAGE nativo que se obtendría de analizar la muestra 
obtenida luego del paso de interacción hidrofóbica en la purificación a partir de fuente 
biológica. 
c) ¿Encuentra ventajas y/o desventajas del protocolo de purificación por procedimiento 
recombinante respecto a partir de fuente biológica? Detalle cuáles serían unas y/u otras. 
 
6. En el proceso de purificación de una proteína se tienen 100 ml de un extracto crudo y 
sobre el mismo se realiza un fraccionamiento salino con sulfato de amonio al 55% de 
saturación. El precipitado, que posee la proteína de interés, se logra redisolver en un 
volumen de 4 ml. En esa solución se determina la concentración de sulfato de amonio, 
estimándose en 0,75 M, mientras que la concentración de proteínas es de 5 mg/ml. 
 
a) Indique qué cantidad de sulfato de amonio debe agregar para hacer el 
fraccionamiento. Usar el sitio web: 
http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/seika/shiraishi/protocols/as_precipitation.html 
b) Si el proceso continuara con una cromatografía de intercambio iónico y debe primero 
eliminar la sal por cromatografía de filtración por gel, disponiendo de una columna de 
Sephadex G25 (rango de fraccionamiento 1.000-5.000) cuyo volumen es de 10 ml. 
¿Podría sembrar toda la muestra en esa columna y separar las proteínas de las sales 
adecuadamente en ese único procedimiento? Explique qué convendría hacer. 
c) Si una vez desalada, usted tiene ahora las proteínas en un volumen de 10 ml a una 
concentración de 2 mg/ml, ¿podría sembrarlas en una columna de intercambio iónico de 
5 ml, cuya capacidad de retención se estima en 20 mg/ml? Explique si son adecuados o 
excesivos la cantidad de proteínas, el volumen de muestra o el volumen de la columna. 
d) Si en vez de la cromatografía de intercambio iónico, usted decide efectuar una 
cromatografía de interacción hidrofóbica, ¿podrá sembrar directamente los 4 ml del 
precipitado redisuelto en la columna? ¿Qué capacidad de retención tendría que tener la 
columna? 
 
 7 
7. Ud. es contratado por una empresa de biotecnología para que decida y haga el 
escalamiento respecto a la producción de una aldehído deshidrogenasa (ALDHasa), que 
se necesita en un estado de alta pureza. En el laboratorio de la empresa se han 
desarrollado tres protocolos para la obtención de la enzima: 
 
Protocolo I. Obtención de la fuente natural, la bacteria Streptococcus mutans. La 
purificación de esta fuente parte de 250 g de peso húmedo de células, obteniéndose por 
sonicación 2.000 ml de un extracto crudo conteniendo 18,0 mg/ml de proteínas y 3,60 
U/ml de actividad de ALDHasa. Luego de 5 pasos de purificación, se obtienen 10 ml de 
una muestra conteniendo 0,40 mg/ml de proteína. Con esta muestra se ensaya actividad 
por un método continuo, usando como sustrato gliceraldehído-3P (Ga3P) y midiendo la 
producción de NADPH a 340 nm, según la reacción: 
 
Ga3P + NADP+ + H2O  3P-glicerato + NADPH + 2 H
+ 
 
El ε del NADPH a 340 nm es de 6.000 M-1 cm-1. El ensayo realizado con 5 µl de una 
dilución 1:100 de la muestra purificada, en un volumen de reacción de 0,5 ml, dio un 
cambio de absorbancia a 340 nm (medido en cubeta de 1 cm de camino óptico) de 0,06 
luego de 30 s de reacción. 
 
Protocolo II. Obtención en forma recombinante. El gen que codifica para la ALDHasa 
fue clonado y expresado en Escherichia coli, con un sistema que expresa la proteína 
recombinante sin ningún tipo de modificación. Partiendo de 250 g de peso húmedo de 
células de E. coli transformadas e inducidas para la expresión, se obtuvieron por 
sonicación 2.000 ml de un extracto crudo conteniendo 18,0 mg/ml de proteínas y 36.000 
U de actividad enzimática. Luego de 3 pasos de purificación se recuperan 10 ml 
conteniendo 80 mg de proteína con una actividad ALDHasa de 2.000 U/ml. 
 
Protocolo III. Obtención en forma recombinante, similar al anterior, pero con un 
sistema que expresa la proteína recombinante con una etiqueta de 6 histidinas en el 
extremo N-terminal. Partiendo de 250 g de peso húmedo de células de E. coli 
transformadas e inducidas para la expresión, se obtuvieron por sonicación 2.000 ml de 
un extracto crudo conteniendo 36 g de proteínas y 72.000 U de actividad ALDHasa. La 
purificación por una columna de cromatografía de metal inmovilizado, produjo una 
muestra de 20 ml conteniendo 3,6 mg/ml de proteína y una actividad ALDHasa de 
1.800 U/ml. 
 
¿Cuál de los protocolos recomendaría utilizar para la obtención de la ALDHasa? 
Justifique su respuesta. 
 
8. La asparaginasa cataliza la reacción: 
 
asparagina + H2O  aspartato + NH3 
 
 8 
Esta enzima es usada con fines terapeúticos en caso de leucemia. Las células tumorales 
en rápida división necesitan cantidades mayores de asparagina que las normales. La 
administración de asparaginasa reduce los niveles de asparagina disponible en los 
individuos enfermos, lo que reprime la viabilidad del tumor. 
Un laboratorio farmacéutico que desea comercializar asparaginasa le encarga que 
realice la purificación de la enzima del hongo Aspergillus niger. A tal fin, parte de 200 
ml de un extracto crudo libre de células conteniendo 20 mg/ml de proteína. Para medir 
actividad enzimática incuba una alícuota de 10 l del extracto con el sustrato a 37 C en 
0,2 ml de medio de reacción, finalizándose esta a los 5 min directamente por el 
agregado de 1 ml de reactivo de color para NH3. La lectura de absorbancia a 540 nm 
(descontando el blanco) en una cubeta de 1 cm de camino óptico fue de 0,44 (el 540nm 
para el producto formado es de 2.200 M-l.cm-l). Luego realiza un fraccionamiento 
salino, recuperando la asparaginasa en la fracción 10-90% de sulfato de amonio. Al 
redisolver esta fracción en 20 ml del buffer de purificación Ud. recupera el 95% de 
actividad enzimática y 3.800 mg de proteína. 
Luego de dializar exhaustivamente la muestra realiza una cromatografía en columna de 
DEAE-celulosa y recupera 80 ml que contenían 600 U de asparaginasapurificada 20 
veces respecto al extracto crudo. Como último paso realiza una cromatografía en 
columna de hidroxilapatita de la que recupera 20 ml conteniendo 0,12 mg/ml de 
proteína y 17 U/ml de actividad enzimática. 
 
a- Construya la tabla de purificación y analícela, indicando la purificación y el 
rendimiento total alcanzados. Señale la etapa de mayor purificación y la de mayor 
rendimiento. 
b- ¿Aconsejaría iniciar la preparación de la asparaginasa en gran escala usando los 
mismos pasos de purificación o sugeriría alguna modificación? Justifique su respuesta. 
 
9. Se desea estudiar la enzima ADP-glucosa pirofosforilasa (ADPGlcPPasa; EC 
2.7.7.27) de Marchantia polymorpha (una especie de musgo). Esta enzima es un 
heterotetrámero del tipo 22, con una masa molecular de 220 kDa y un pI de 6,4. Esta 
enzima cataliza la reacción reversible: 
 
ATP + glucosa-1P  ADP-glucosa + PPi 
 
La actividad de la misma puede evaluarse mediante un método radioactivo que utiliza 
glucosa-1P uniformemente marcada con 14C (es decir, todos los carbonos de la molécula 
son 14C). Luego de detener la reacción, la ADP-glucosa generada se separa del sustrato 
marcado y se cuantifica por medida de la radioactividad. 
Luego de un extenso proceso de purificación a partir de la fuente natural, se obtuvieron 
2 mL de la enzima de interés con alto grado de pureza (una única banda por PAGE 
nativo). La actividad de esta muestra se midió con una alícuota de 10 µL (dil 1/10) en 
un medio de ensayo de 0,2 mL y durante 10 min, obteniéndose como resultado una 
radioactividad de 500 dpm, mientras que el testigo de [14C]glucosa-1P mostró una 
 9 
radioactividad específica de 100 dpm/nmol. La concentración de proteínas de la muestra 
era de 0,1 mg/mL. 
Por otra parte, se clonaron los genes que codifican para las subunidades (masa 
molecular 50 kDa y pI 6,0) y (masa molecular 60 kDa y pI 7,2) y la enzima 
recombinante se expresó fusionada a una etiqueta de His6 en células de Pichia pastoris. 
La misma se purificó por IMAC en un solo paso, obteniéndose 10 mL de una muestra 
que mostró una única banda por PAGE nativo. Para evaluar la actividad de esta muestra 
se utilizó el método radioactivo descripto más arriba. En este caso se utilizaron las 
mismas condiciones que antes, sólo que la muestra fue diluida 1/100 y la radioactividad 
medida resultó ser de 1.000 dpm. La concentración de proteínas de esta muestra era de 
10 mg/mL. 
 
a) Calcule la actividad en U/mL, U/mg y U totales de las muestras obtenidas a partir de 
su fuente natural y de forma recombinante. 
b) ¿Qué diferencias y/o similitudes encuentra para las muestras obtenidas con los 
diferentes protocolos? ¿Cuál de ellos brinda mayor cantidad de enzima pura? 
c) Esquematice qué obtendría para la enzima recombinante luego de realizar las 
siguientes experiencias: i) PAGE nativo, ii) SDS-PAGE, iii) IEF nativo seguido de 
SDS-PAGE y iv) IEF desnaturalizante con urea seguido de SDS-PAGE. Cuando lo 
considere adecuado, grafique en el gel los marcadores de masa molecular: A, 20 kDa; 
B, 50 kDa; C, 80 kDa; D, 120 kDa y E, 250 kDa. 
 
 10 
Caracterización estructural de proteínas 
 
1. ¿Qué clasificación mayor sobre los principios de métodos para caracterizar niveles 
estructurales de proteínas puede establecer? 
 
2. ¿Cuál es el pre-requisito fundamental para estudiar niveles estructurales en una 
proteína? 
 
3. ¿Cómo se puede calcular la masa molecular de una proteína si conoce a) el número 
de pares de bases del gen que la codifica y b) su secuencia aminoacídica? Efectúe las 
suposiciones necesarias. 
 
3. ¿Cómo puede determinar la estructura primaria de una proteína? ¿Qué metodología 
aplicaría? ¿Qué estrategia se utiliza para poder secuenciar una proteína pese a ser un 
polímero extenso? 
 
4. Describa al menos tres métodos útiles para determinar la estructura secundaria y 
terciaria de una proteína. ¿Se pueden predecir las estructuras secundaria y terciaria de 
péptidos y proteínas? 
 
5. ¿Qué métodos espectroscópicos le permiten evaluar aspectos conformacionales 
(cambios de estructura terciaria/cuaternaria, accesibilidad de residuos al solvente) en 
una proteína? 
 
6. ¿Qué métodos permiten determinar la estructura 3D de una proteína? Indique 
ventajas y desventajas. 
 
7. Cómo procedería para determinar la estructura cuaternaria de una proteína funcional. 
 
Problemas 
[Para la resolución de algunos problemas de esta guía le será de utilidad la información 
que se encuentra en la siguiente tabla] 
 
Agente de corte Corta si 
Tripsina aa1 es Arg o Lys 
Quimotripsina aa1 es Phe, Tyr, Trp (o sea, aromático) 
Pepsina aa2 es Phe, Tyr, Trp, Leu, Asp o Glu 
Papaína aa1 es Asp, Glu, Gly o His 
Bromuro de cianógeno aa1 es Met 
 
Dada una secuencia proteica del tipo H3NX-X-aa1-aa2-Y-YCOOH 
 
 11 
1. Retomemos el problema 3 que ya habíamos analizado en la guía de coloquios 4 sobre 
niveles estructurales de proteínas. Sobre la base de los resultados que se habían obtenido 
sobre la ADP-GlcPPasa de fuente bacteriana o vegetal, considere que lo anteriormente 
mostrado para el comportamiento de la enzima de ambas fuentes en SDS-PAGE 
correspondía a la proteína conservada en un medio conteniendo el compuesto reductor 
DTT (de puentes disulfuro) y que este último también estaba presente en el medio y las 
condiciones de corrida de la electroforesis. 
Si el DTT se elimina del medio de conservación de la proteína y también durante la 
realización de la electroforesis, no hay cambios significativos en el comportamiento de 
la enzima bacteriana, pero en el SDS-PAGE de la enzima de origen vegetal se 
identifican dos bandas proteicas: una de 52 kDa (con pI de 6,06) y otra de 100 kDa. 
A su vez, cuando se analiza el comportamiento cinético de las respectivas enzimas se 
encuentra que la ADP-GlcPPasa bacteriana exhibe similares propiedades en ausencia o 
presencia de DTT, pero la enzima de plantas tiene mayor actividad (~2 veces mayor la 
Vmax) en presencia comparada con la ausencia del reductor. 
 
En base a lo anterior: a) ¿Qué relaciones de estructura a función podría establecer para 
la ADP-GlcPPasa? b) Compare sus conclusiones con lo demostrado para la enzima en la 
publicación disponible en el sitio web: http://www.plantcell.org/content/14/9/2191.long 
 
2. La angiotensina II es un péptido biológicamente activo que en animales tiene un 
efecto hipertensivo estimulando la liberación de aldosterona de glándulas adrenales. Un 
estudio realizado con angiotensina II de cebra brindó los siguientes resultados: 
 
I. El tratamiento de la angiotensina II purificada con tripsina rindió un dipéptido 
(conteniendo Arg y Asp) y un hexapéptido. 
II. El hexapéptido del paso anterior se purificó y se trató con quimotripsina, 
obteniéndose un dipéptido (conteniendo Tyr y Val) y un tetrapéptido. 
III. Luego de purificar este tetrapéptido se trató con papaína, obteniéndose dos péptidos 
diferentes, uno conteniendo His e Ile y el otro Phe y Pro. 
IV. En todos los casos los productos guardaban una relación molar 1:1. 
 
En base a estos datos escriba con el código de tres letras y también en fórmulas la 
estructura primaria de la angiotensina II de cebra. 
 
3. Una proteína aislada de hojas de espinaca y purificada a homogeneidad fue analizada. 
Se determinó que contiene Cu2+ y al tratarla con bromuro de cianógeno se produjeron 
tres polipéptidos de 250, 116 y 50 kDa y cuyos grupos amino terminales fueron Phe, 
Tyr y Leu, respectivamente. 
 
Indique la masa molecular de la proteína y el número de residuos de Met por mol de la 
misma. Si dicha proteína se encuentra fosforilada en el grupo amino terminal, indique 
cuál es dicho aminoácido. 
 
 12 
4. Un antibiótico polipeptídico de Streptomyces coelicolor forma complejos con iones 
metálicos y aparentemente inhibe el transporte iónico a través de las membranas 
matando a ciertas especies bacterianas. En el análisis de la estructura se encuentra que: 
 
I. La hidrólisis ácida completa del péptido seguida del análisis de aminoácidosdio 
cantidades equimoleculares de Leu, Pro, Orn*, Val y Phe. 
*La ornitina (Orn) es un aminoácido no proteico producido enzimáticamente 
II. La medida del peso molecular arrojó un valor de ~1.200. 
III. No se hidrolizó con carboxipeptidasa. 
IV. Cuando se realizó la degradación de Edman sobre el péptido no se generó ningún 
derivado PTH-aminoácido en N-α. 
V. La hidrólisis parcial del péptido, con distintos agentes de corte, seguida de 
separación cromatográfica y secuenciación generó los siguientes péptidos: 
 
Leu-Phe 
Phe-Pro 
Val-Orn-Leu 
Orn-Leu 
Phe-Pro-Val 
Val-Orn 
Pro-Val-Orn 
 
Deduzca la secuencia del péptido. 
 
5. La albúmina sérica caprina contiene 0,58% en peso de Trp, cuyo peso molecular es 
204. 
 
a) Calcule el peso molecular mínimo de la albúmina. 
b) Considerando que el peso molecular de la albúmina es 70.000, calcule cuántos 
residuos de Trp tiene por molécula. 
 
6. Las proteínas denominadas histonas juegan un papel clave en el empaquetamiento del 
DNA, ya que el poli-anión se enrolla alrededor de las histonas para formar los 
nucleosomas, partículas engarzadas como las cuentas de un collar. Una mezcla de tres 
proteínas globulares, entre ellas la histona H4, presenta la siguiente composición de 
aminoácidos: 
 
 Número de Residuos 
Proteína Asp y Glu Arg, Lys e His Otros AA 
A 90 5 105 
B 50 10 60 
C 6 27 69 
 
 13 
Mediante un isoelectroenfoque se determinaron los puntos isoeléctricos de las tres 
proteínas obteniéndose los siguientes valores: 3,0; 5,5 y 9,5 (no respectivamente). Las 
masas moleculares obtenidas por cromatografía de exclusión molecular fueron de 15 
kDa, 11,3 kDa y 21,5 kDa. 
 
a) lndique el punto isoeléctrico, la masa molecular y el orden de elusión de una columna 
cromatográfica de exclusión molecular de las tres proteínas. 
b) En base a sus conocimientos, ¿podría decir cuál de las tres proteínas sería H4? 
Fundamente su respuesta. 
 
 
 1 
FBCB-UNL Bioquímica Básica de Macromoléculas Guía de coloquios 2021 
 
Hidratos de carbono. Oligo y polisacáridos 
 
1. ¿Cómo se encuentran distribuidos los hidratos de carbono en la célula y qué funciones 
cumplen? 
 
2. a) Haga una descripción general indicando qué son los monosacáridos, cuántos tipos 
diferentes hay de los mismos y qué características generales permiten tal diferenciación. b) 
Escriba estructuras de derivados fosforilados de monosacáridos, indicando qué función 
biológica cumplen los mismos. c) Escriba los dos azúcares ácidos de la glucosa: el ácido 
glucónico y el ácido glucurónico. Haga lo mismo para el caso de la galactosa. 
 
3. ¿Qué métodos conoce para caracterizar y cuantificar monosacáridos e hidratos de 
carbono en general? 
 
4. ¿Qué son los disacáridos? ¿Cuántos tipos generales conoce de acuerdo a las 
características del enlace que los determinan? ¿Qué disacáridos de importancia biológica 
conoce? 
 
5. ¿Qué características tiene el enlace glicosídico? ¿En qué se diferencia de un enlace éter? 
 
6. ¿Qué son los oligo y polisacáridos? ¿Cuántos tipos diferentes de los mismos conoce? 
 
7. ¿Qué son las glicoproteínas y los glicolípidos y qué funciones cumplen los mismos? 
 
8. ¿Qué similitudes y diferencias relacionadas con la estructura y la función puede 
establecer respecto al glucógeno, la amilosa, la amilopectina, la celulosa y la quitina? 
Analice en detalle las distintas estructuras y las relaciones de las mismas con las distintas 
propiedades y funciones de cada uno de estos polisacáridos. Establezca cómo se estabilizan 
las estructuras en cada caso. 
 
9. Cuál es la estructura y las funciones de: a) los azúcares-alcoholes, b) los amino-azúcares, 
c) los nucleótidos azúcares (o nucleósidos-difosfo-azúcares, NDP-azúcares) ¿Conoce 
alguna relación entre los NDP-azúcares y la Argentina? 
 
10. Detalle la estructura general de los glicosaminoglicanos y de los proteoglicanos, 
analizando cómo tal estructura está asociada con la funcionalidad de los mismos. Puede 
serle de utilidad visitar el sitio web: https://www.youtube.com/watch?v=l3W60xr9ac4 
 
11. ¿Qué productos se obtienen al tratar al glucógeno y al almidón con α-amilasa y con β-
amilasa? ¿Por qué los humanos no podemos proveernos de glucosa en la dieta a partir de 
celulosa y los hongos, los rumiantes y las termitas sí lo pueden hacer? 
 
12. Cuáles son los productos del tratamiento con HIO4 de la -D-glucopiranosa, de la 
-D-metil-glucopiranósido y de la -D-fructofuranosa. El siguiente sitio puede ser de 
https://www.youtube.com/watch?v=l3W60xr9ac4
 2 
utilidad para comprender la ruptura de cis-dioles por ácido periódico: 
http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/en/ch/2/vlu/oxidation_reduktion/ox_spal_dio
l.vlu/Page/vsc/en/ch/2/oc/reaktionen/formale_systematik/oxidation_reduktion/oxidation/ent
fernen_wasserstoff/ox_spaltung_12_diole/anwendung.vscml.html 
 
13. a) Si se quieren investigar polisacáridos de un organismo, ¿qué procedimientos y 
métodos analíticos podría utilizar para aislarlos y/o caracterizarlos? b) Analizar el siguiente 
esquema de trabajo propuesto para estudiar detalladamente la composición del componente 
oligosacárido de un glicoconjugado (glicolípido o glicoproteína). 
 
 
 
 
 
 Endoglicosidasas 
 
 
 
 
 
 
 
 Hidrólisis ácida Metilación exhaustiva Glicosidasas específicas 
 
 
 
 
Derivatización y Análisis Hidrólisis y análisis Resolución de la 
 (HPLC, MS) mezcla y análisis 
 
 
 
 
 
 
 
 
Problemas 
 
Para la escritura de azúcares en símbolos puede consultar los sitios web: 
http://glycoinformatics.com/wordpress1/sugar-symbols/ 
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/glycans/snfg.html 
 
1. a) ¿Cuántos homodisacáridos de glucosa diferentes puede armar? Compare esto con los 
homodipéptidos de cisteína diferentes que podría armar. 
Glicoproteína o 
glicolípido 
Mezcla de 
oligosacáridos 
Monosacáridos Hidrato de carbono 
completamente metilado 
Oligosacáridos más 
simples 
Composición de la mezcla 
Tipo y cantidad de cada 
monosacárido 
 
 
Posición del enlace 
glicosídico 
Configuración del 
enlace glicosídico 
http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/en/ch/2/vlu/oxidation_reduktion/ox_spal_diol.vlu/Page/vsc/en/ch/2/oc/reaktionen/formale_systematik/oxidation_reduktion/oxidation/entfernen_wasserstoff/ox_spaltung_12_diole/anwendung.vscml.html
http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/en/ch/2/vlu/oxidation_reduktion/ox_spal_diol.vlu/Page/vsc/en/ch/2/oc/reaktionen/formale_systematik/oxidation_reduktion/oxidation/entfernen_wasserstoff/ox_spaltung_12_diole/anwendung.vscml.html
http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/en/ch/2/vlu/oxidation_reduktion/ox_spal_diol.vlu/Page/vsc/en/ch/2/oc/reaktionen/formale_systematik/oxidation_reduktion/oxidation/entfernen_wasserstoff/ox_spaltung_12_diole/anwendung.vscml.html
 3 
b) ¿Cuántos heterodisacáridos de glucosa y galactosa diferentes puede armar? Compare 
esto con el número de heterodipéptidos de lisina y cisteína diferentes que podría armar. 
c) ¿Qué conclusión general sobre las propiedades de los oligo y polisacáridos respecto a la 
de otros componentes celulares que forman polímeros puede establecer a partir de los dos 
puntos anteriores de la pregunta? 
 
2. Se tiene un oligosacárido y se desea determinar su estructura. Para tal fin se realiza un 
análisis químico utilizando diferentes técnicas que arrojan los siguientes resultados: 
 
I. La reacción de Fehling fue positiva. 
II. La metilación exhaustiva seguida de hidrólisis produjo 2,3,4,6-tetra-O-metil-galactosa, 
2,3,6-tri-O-metil-glucosa y 2,3-di-O-metil glucosa en una relación molarrespectiva 2:3:1. 
III. Luego del tratamiento con glicosidasa-β, el análisis por NMR y espectrometría de masa 
indicó que se produjeron cantidades equimoleculares de galactosa y de un homodisacárido 
de glucosa. 
IV. Luego del tratamiento con glicosidasa-α, el análisis por NMR y espectrometría de masa 
indicó que se produjeron lactosa y un homodisacárido de glucosa en una relación molar 
respectiva 2:1. 
 
En base a los resultados obtenidos en el análisis: 
a) Escriba en fórmulas la estructura (utilizando los modelos de proyección de Haworth) del 
oligosacárido. 
b) ¿Cuántos moles de periodato (IO4
-) se consumirían por mol de oligosacárido si se 
realizara la reacción de ruptura del carbohidrato con tal compuesto? 
c) ¿Cuál sería la estructura del oligosacárido que brinde los mismos resultados en el 
análisis, excepto que sea no reductor? 
 
3. La rafinosa y la estaquiosa son, respectivamente, un trisacárido y un tetrasacárido 
conteniendo residuos de galactosa unidos a la sacarosa, como se detalla en la figura. 
 
 
 
 
Stachyose ➔➔ 
 
Gal(α1→6)Gal(α1→6)Glc(α1↔2β)Fru 
 Raffinose 
 
Gal(α1→6) Glc(α1↔2β)Fru 
 
 4 
 
Indique para cada uno de estos oligosacáridos qué resultados obtendría al realizar los 
siguientes análisis: 
a) Reacción de Fehling y reacción de Roe [La reacción de Roe se basa en la producción de 
furfurales por deshidratación de azúcares. Aunque tanto las aldo-hexosas como las ceto-
hexosas se deshidratan dando hidroxi-metil-furfural, el método de Roe estandariza las 
condiciones de deshidratación para que reaccionen sólo las cetosas. Ver: J.H. Roe. J. Biol. 
Chem. (1934) 107: 15–22] 
b) Metilación exhaustiva seguida de hidrólisis. 
c) Tratamiento con periodato. 
d) Tratamiento con glicosidasa-α. Indique también si los productos son reductores. 
e) Tratamiento con glicosidasa-β. Indique también si los productos son reductores. 
 
4. - La melecitosa es el heterotrisacárido de glucosa y fructosa mostrado en la figura. Este 
azúcar se encuentra en la savia de ciertos árboles, como alerces y algunos pinos; así como 
en la miel hecha de exudaciones de estos vegetales. 
I. Indique qué productos (y en qué proporción) obtendría al analizar la melecitosa 
realizando: 
a) La metilación exhaustiva seguida de hidrólisis. 
b) El tratamiento con una glicosidasa específica de enlace β. 
c) El tratamiento con una glicosidasa específica de enlace α. 
d) ¿Cuántos moles de ácido periódico se consumirían y cuántos de ácido fórmico se 
generarían al reaccionar con un mol de melecitosa? 
 
II. In vivo, la melecitosa es hidrolizada enzimáticamente con liberación equimolecular de 
un monosacárido y un disacárido reductor. Escriba en fórmulas tal disacárido. 
 
III. Escriba como azúcares en símbolos la melecitosa y el disacárido reductor del punto II. 
 
 
5. Se tiene un oligosacárido y se desea determinar su estructura. Para tal fin se realiza un 
análisis químico utilizando diferentes técnicas que arrojan los siguientes resultados: 
 
I. La reacción de Fehling fue negativa. 
II. La metilación exhaustiva seguida de hidrólisis produjo cantidades equimoleculares de 
2,3,4,6-tetra-O-metil-galactosa, 2,3,6-tri-O-metil-glucosa y 3,6-di-O-metil 2-N-acetil- 
glucosamina. 
Melecitosa 
 5 
III. Luego del tratamiento con glicosidasa-β, el análisis por NMR y espectrometría de masa 
indicó que se produjo un homodisacárido no reductor de N-acetil-glucosamina. 
 
En base a los resultados obtenidos en el análisis: 
a) Escriba en fórmulas la estructura (utilizando los modelos de proyección de Haworth) del 
oligosacárido. 
b) ¿Qué otro producto (y cuáles son sus propiedades reductoras) se obtiene con el 
tratamiento con glicosidasa-β? 
c) ¿Qué productos, en qué relación molar y con qué propiedades reductoras se obtendrían 
por tratamiento del oligosacárido con glicosidasa-α? 
d) ¿Cuál sería la estructura del oligosacárido que diera los mismos resultados en el análisis, 
excepto los obtenidos en el tratamiento con glicosidasa-β y de uno de los tres productos de 
la metilación exhaustiva seguida de hidrólisis? 
 
6. Se tienen soluciones de cada uno de los siguientes azúcares en las concentraciones 
detalladas en cada caso: 
 
A) glucosa 1,8 mg/ml, B) maltosa 1,71 mg/ml y C) trehalosa 1,71 mg/ml. 
a) Indique cómo darían, en cada caso, la reacción de Fehling. 
b) Si 0,2 ml de un testigo 1 mM de glucosa dió una absorbancia de 0,4 al hacer la 
reacción de Somogyi-Nelson [método para determinar azúcares con poder reductor. 
Ver: M. Somogyi. J. Biol. Chem. (1952) 195: 19-23], calcule qué absorbancia se 
obtendría al hacer la determinación en 0,1 ml de cada una de las soluciones indicadas, 
antes y después de la hidrólisis. 
c) Qué productos obtendría, en cada caso, si realiza metilación exhaustiva seguida de 
hidrólisis. 
 
7. Se desea determinar la concentración de glucosa y sacarosa en una muestra. Al realizar la 
reacción de Somogyi-Nelson en alícuotas de 0,1 ml de la muestra, antes y después de 
hidrólisis, obtuvo valores de absorbancia, descontado el blanco, de 0,25 y 0,35, 
respectivamente. Al realizar la reacción de Somogyi-Nelson con 0,4 ml de una solución 
testigo 1 mM de glucosa obtuvo un valor de absorbancia, descontado el blanco, de 0,2. 
Calcule la concentración de ambos azúcares. 
 
8. Con el objeto de determinar la concentración de glucosa y lactosa en una muestra 
original, se realiza la reacción de Somogyi-Nelson en alícuotas de 0,2 ml de la muestra. 
Antes y después de la hidrólisis, se obtuvieron valores de absorbancia, descontado el 
blanco, de 0,35 y 0,40, respectivamente. Al realizar la reacción de Somogyi-Nelson con 0,4 
A B C 
O H
H
H
H
OH
OH
CH2OH
H
OH
OH
OH
H
H
OH H
OH
OH
CH2OH
H
O
H
H
OH H
OH
CH2OH
HO
H H
O
O HO
H
HO
HO
HOH2C
H
O
H
OH
CH2OH
OH
HOH
H
H
O H
H
H
H
 
 6 
ml de un testigo 1 mM de glucosa se obtuvo un valor de absorbancia, descontado el blanco, 
de 0,5. Calcule la concentración de ambos azúcares. 
 
9. Se tiene una muestra de un hidrato de carbono que presenta las siguientes características: 
a) Reacción de Fehling negativa. b) Al llevarse a cabo la reacción de Somogyi-Nelson con 
una alícuota de 0,1 ml de la muestra se obtuvo una absorbancia igual al blanco. Al hacer la 
hidrólisis total de la muestra y efectuar el mismo ensayo en una alícuota de 0,1 ml se 
obtuvo una absorbancia de 0,60. Un testigo de fructosa 2 mM brindó una absorbancia de 
0,30 para la misma reacción cuando se utilizó una alícuota de 0,3 ml del mismo; c) La 
metilación exhaustiva seguida de hidrólisis rindió 2,3,6-tri-O-metilglucosa y 2,3,4,6-tetra-
O-metilglucosa en una relación 1:2. 
 
En base a estos datos escriba: 
a) Una estructura que los satisfaga. 
b) Indique la concentración en mM de hidrato de carbono en la muestra (considere que 
todas las uniones glucosídicas son de tipo alfa). 
 
10. Se metilaron 4,86 g de glucógeno (peso molecular promedio de 2.430.000) y se 
hidrolizaron en medio ácido. Los productos metilados se separaron e identificaron por 
cromatografía en capa fina. Se obtuvieron 3,75 mmol de 2,3-di-O-metilglucosa. 
 
a) ¿Cuál es el número de puntos de ramificación 1-6 por molécula de polisacárido? 
b) ¿Cuál es el número promedio de restos de glucosa por ramificación? 
c) ¿Cuál es el número de extremos no reductores? 
d) ¿Cuántas moléculas de glucosa contiene una molécula de este glucógeno?. 
 
11. Se metilaron 5,67 g de glucógeno (peso molecular promedio de 3.240.000) y se 
hidrolizaron en medio ácido. Los productos metilados se separaron e identificaron por 
cromatografía en capa fina. Se obtuvieron 3,50 mmol de 2,3,4,6-tetra-O-metilglucosa. 
 
a) ¿Cuál es el número de extremos no reductores por molécula de polisacárido? 
b) ¿Cuál es el número promedio de restos de glucosa por ramificación? 
c) ¿Cuál es