PARCIAL RESUELTO DE QUIMICA BIOLÓGICA (6)

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Preguntas para examen regularizador
1)Biosintesis de ácido grasos: ¿Cuáles son los tejidos más importantes donde se realiza? Enzimas involucradas. Etapas de las biosíntesis. ¿En qué condiciones nutricionales se favorece la biosíntesis? ¿Dónde se realiza la oxidación de ácidos grasos?.
Son sintetizados de novo en el citoplasma a partir de Acetil-CoA y Malonil-CoA. Este acetil CoA se produce en la mitocondria y debe pasar hacia el citosol a través de un mecanismo de exportación al citoplasma.
Transporte de acetil CoA: una vez producido el acetil CoA en la mitocondria, se une al oxalacetato por la enzima citrato sintasa y se forma citrato y se libera un acetil CoA. Este compuesto si puede atravesar la membrana por un transportador especifico. El citrato ahora en el citosol, es transformado en acetil CoA y oxalacetato por la enzima citrato liasa que requiere ATP y un CoA.
El acetil CoA será utilizado para la síntesis de ácidos grasos y el oxalacetato es onvertido a malato por la enzima malato deshidrogenasa consumiendo un NADH. Este malato puede atravesar la membrana y, allí en la mitocondria, la malato deshidrogenasa mitocondrial reestablece el oxalacetato obteniendo NADH + H+.
Sobre el malato citoplasmático también puede actuar la málico deshidrogenasa transformándolo en piruvato con producción de NADPH y CO2. El NADPH es importante para la síntesis de ácidos grasos. El piruvato atraviesa la mitocondria y dependiendo la concentración de acetil CoA presente, se convierte a acetil CoA por la piruvato deshidrogenasa, o puede ser transformado a oxalacetato por la purivato carboxilasa que requiere ATP y CO2.
Síntesis de ácidos grasos: Este proceso es realizado por el complejo del ácido graso sintasa, que tiene 6 enzimas y la ACP (proteína transportadora de acilos), que es un brazo que en un extremo une los acilos a través de un grupo sulfhidrilo, de forma análoga al CoA. Los grupos malonil se va a unir a través de este sulfihidrilo.
El proceso que ocurre es:
1) Acetil-CoA primero se une a la ACP liberando su CoA por una transcilasa, y luego de la misma transcilasa se une a la sintasa, dejando la ACP libre. Liberando su CoA.
2) Estos 2, por la acción de la B-cetoacil-CoA sintasa (enzima condensante) van a generar un acetoacetil unido a la ACP y un CO2.
3) Ahora actúa la B-cetocil-ACP reductasa usando NADPH Y H+, se reduce a 3-hidroxibutiril-ACP
4) Actúa la B-hidroxiacil-ACP deshidratasa, generando una deshidratación y produciendo Crotonil-ACP (insaturacion en posición 2 y 3), liberando una molécula de agua.
5) Para deshacer est5e doble enlace actúa la 2-3, transenoil-ACP reductas y usa NADPH + H+
6) Se produce una translocación del grupo butirilo a la cys de la B-cetoacil-ACP sintasa, dejando libre el ACP. Este proceso da 7 vueltas que da un total de 16 carbonos.
7) Una vez formado el palmitoil-APC, la tioesterasa libera al palmitato y sale del complejo. El palmitoil se una a una coenzima A para dar palmitoil-CoA, y en cada vuelta se necesitan 2 NADPH, por lo que en total necesita 14 NADPH.
Los tejidos mas importantes donde se realiza la biosíntesis de ácidos grasos es en el tejido adiposo y en el hígado.
Este proceso se ve favorecido en estado de alimentación (rico en hidrato de C) porque las enzimas claves, piruato deshidrogenasa y acetil CoA carboxilasa, están activadas en presencia de insulinas pare dar como resultado malonil CoA.
La oxidación de ácidos grasos se da en la mitocondria del hepatosito y el miocito.
2) Lipoproteinas. Como se clasifican de acuerdo a sus principales componentes. Donde se sintetizan. Metabolismo de la LDL.
- quilomicrones: contienen elevada proporción de TG. Se sintetizan en el RE de las células epiteliales del intestino delgado.
- VLDL lipoproteína de muy baja densidad. Son generadas por el hígado y dirigidas al tejido muscular y adiposo. Contienen TG, colesterol, esteres de colesterol.
- LDL: lipoproteínas de baja densidad. Son VLDL que pierden su triglicéridos, rica en colesterol y esteres de colesterol. Transporta colesterol a los tejidos extrahepaticos.
-HDL lipoproteínas de alta densidad. Rico en proteínas y tienen muy poco colesterol, y nada de esteres de colesterol se sintetiza en el hígado y en el intestino delgado.
-IDH: lipoproteína de densidad intermedia. Son VLDL que pierden triacilgliceridos. Van desde los tejidos al hígado. 
Metabolismo de la VLDL
La mayoría de la VLDL son de origen hepático y son el transporte de los TG desde el hígado hasta los tejidos extrahepaticos. Estos TG que transportan son endógenos. Cuando el hígado la sintetiza, esta VLDL tiene mucho menor contenido de TG comparada a los quilomicrones, en la superficie posee PL, apo-b100, y apo-e.
La cantidad de apo-e que tiene la VLDL naciente no es la suficiente para ser metabolizada, va a tomar apo-c de la HDL y apo-e, al mismo tiempo pierde CE por su proteína transportadora. Para mantener el balance la VLDL también va a perder PL que va a formar parte de otra HDL.
La apo-c2 activa a la LPL y provoca la delipidacion de los TG en los tejidos periféricos. La molécula resultante, es una IDL (lipoproteínas de densidad intermedia), puede tomar dos caminos: puede unirse a su receptor apo-e100 en el hígado y ser removida, o puede ser modificada por la LPL o por la LH (Lipasa hepática) y ser transformada en LDL.
Solo uno de cada mil por vuelta es removida por el hígado.
3) Describa el ciclo de la urea: etapas, enzimas. Funcion biológica del ciclo.
Se produce en el hígado.
1- Enzima carbamil-P-sintetasa
2 ATP + BICARBONATO+ AMINIACOCARBAMONIL-FOSFATO
2- Enzima ornitina-transcarbamilasa + ornitina
Carbamonil-fosfatocitrulina
3- La citrulina tiene la capacidad de pasar de la mitocondria al citosol de la células de los hepatocitos. Enzima arginosuccinato sintetasa. Requiere ATP
Aspartato + citrulina argino-succinato
4- Enzima argino-succinato liasa 
Argino - succinato fumarato + arginina
5- Enzima arginasa 
Argininaurea + ormitina
Ecuación total:
2NH3 + CO2 + 3ATP + 2H2O UREA + 2ADP + 2PI + AMP + PPI 
Función biológica: convierte el amoniaco toxico en urea que no es toxica. El NH3 se forma en la degradación de aminoácidos y otras sustancias nitrogenadas, biosíntesis y degradación de arginina.
Esta secreción de nitrógeno por heces y orina regula la homeostasis. La urea se sintetiza en el hígado, se libera hacia la sangre y es refinada en los riñones.
4) Nucleotidos. Conversión del IMP a AMP y GMP. Etapas y enzimas.
Para la conversión de IMP a GMP se utiliza la IMP deshidrogenasa que necesita de NAD+ y H2O. se forma XMP. Luego se incorpora un grupo amino de la glutamina utilizando ATP y H2O. Interviene la GMP sintasa.
Sintesis de AMP: al IMP se le incorporan un aspartato por medio de la adenil succinato sintetasa. Producto adenil succinato. Luego se elimina fumarato y queda AMP gracias a la adenil succinato liasa.
Hay regulación cruzada. El destino va a depender de la cantidad de AMP o de GMP que haya en la célula. Porque el IMP para pasar a AMP se inhibe la enzima cuando hay alta concentración de AMP. Ósea que el AMP inhibe la enzima y consecuentemente la producción de AMP: se favorece la producción de GMP.
Por otro lado cuando hay alta concentración de GMP se inhibe la IMP deshidrogenasa que cataliza la formación de GMP, el IMP se dirige a la síntesis de AMP.
5) Aminoácidos ramificados: importancia biológica. Catabolismo. Etapas, enzimas.
Entre ellos se encuentra la luecina, isoleucina, valina. Son aminoácidos esenciales. Se ingieren mediante una dieta adecuada. La combinación de los 3 aa compone casi la tercera parte de los músculos esqueléticos en el cuerpo humano y desempeñan un papel muy importante en la síntesis de proteínas. 
Una de las principales funciones es la síntesis proteica. La oxidación tiene como función proporcionar energía metabólica a los músculos y otros órganos solicitantes de ella, asi como de ser precursores de la síntesis de los aminoácidos (como la síntesis de alanina y glutamina).
Deben ser incorporados cuando hay, por ejemplo:
· En ayunos cortos (24hs) hay una pérdidade proteínas en el organismo entonces los aar en plasma están aumentados. 
· Con dietas hipocalóricas, hay una conservación de proteínas en el organismo. Los aar en plasma están disminuidos, los pocos que hay se utilizan como reserva. 
· Cuando hay dieta hipercalórica. Se van a aumentar los aar en plasma porque no van a ser totalmente utilizados.
Catabolismo: tiene tres pasos:
1. Transaminación: una transaminasa específica cataliza la formación de α-cetoácidos de cadena ramificada (αCAR). no se produce en hígado, sólo en tejidos extrahepáticos (músculo, tejido adiposo, riñón, tejido cerebral).
2. Decarboxilación oxidativa: catalizada por αCAR deshidrogenasa produciendo el derivado acil-coa para cada aminoácido correspondiente. Necesita NAD+, coenzima A. Ocurre en el hígado principalmente.
3. Reacciones intermedias: oxidación de ácidos grasos formando metabolitos intermedios.
Productos: succinil-CoA para la síntesis de glucosa (valina).
Acetil CoA y acetoacetato para la formación de cuerpos cetónicos (leucina).
 Acetil CoA para la formación de cuerpos cetonicos y succinil-CoA para formación de glucosa (isoleucina).
6) Mecanismos de acción de las hormonas de origen esteroides y de origen proteico. 
	
	Grupo 1 
	Grupo 2
	Tipos 
	Esteroides, yodotironinas, calcitriol, retinoides
	Polipéptidos, proteínas, glucoproteínas, cotecolaminas
	Solubilidad 
	Lipofilico
	Hidrofilicos 
	Proteína de transporte
	Si
	No
	Vida media en plasma
	Prolongada (horas, días)
	No Breve (minutos) 
	Receptor 
	Intracelular 
	Membrana plasmática 
	Mediador 
	Complejo de receptor-hormona 
	2° mensajeros: AMPc, GMPc, Ca2+, metabolitos de fosfoinositoles complejos, cascadas de kinasa
Grupo 1: las hormonas esteroides pasan fácilmente a través de la membrana plasmática de sus células diana para alcanzar sus proteínas receptoras en el núcleo. En esta clase de hormonas el mensaje es transportado por el propio complejo hormona-receptor, que interacciona con el ADN, en una secuencia llamada “elemento de respuesta a hormonas” alterando la expresión. de genes específicos, lo que provoca un cambio del complemento enzimático de la célula y por tanto, de su metabolismo celular. Por ejemplo testosterona y cortisol.
Grupo 2: esta clase de hormonas actúan extracelularmente uniéndose a receptores de la superficie celular. Cuando la hormona se une al dominio extracelular, se forma un complejo hormona-receptor que activa un catalizador que produce muchas moléculas de segundo mensajero. El que ejerce la acción es el receptor. La señal puede amplificarse aún más a través de una cascada de señalización. Por ejemplo glucagon (polipeptídica) e insulina (proteica).
7) Glicólisis: Sitio celular donde se realiza, etapas y enzimas claves en dicha vía y producto final en condiciones de anaerobiosis y aerobiosis. ¿Qué otra vía del catabolismo de la glucosa conoce y cuáles son sus productos finales?
 Se produce en el citoplasma.
Paso 1: Fosforilación de la glucosa. Al entrar a la célula – reacción irreversible
Glucosa Glucosa 6-fosfato
Enzimas que intervienen: Exoquinasa constructiva (no importa la concentración de glucosa)
 No es específica (cualquier hexosa)
 Glucoquinasa Específica. Actúa cuando hay gran concentración de glucosa en sangre luego de la alimentación.
Las enzimas utilizan ATP y necesitan Mg+2.
Paso 2: Conversión de la Glu 6P en fructosa 6-fosfato (F 6P). Isomerización. Reacción reversible.
Glucosa 6-fosfato Fructosa 6 fosfato
Enzima que intervienen: Fosfohexosa isomerasa.
Paso 3: Fosforilación de la F 6P a Fructosa 1,6-bifosfato (F 1,6BP). Reacción Irreversible
Fructosa 6- fosfato Fructosa 1,6bisfosfato
Enzima que intervienen: Fosfofructosa quinasa -1
Utiliza ATP y necesita Mg+2
Paso 4: Rotura de la F 1,6BP – reacción reversible
Fructosa 1,6-bifosafato gliceraldehido 3-fosfato + dihidroxicetona fosfato
Dihidroxicetona fosfato gliceraldehido 3-fosfato
Producto final 2 gliceraldehido 3-fosfato
Enzima que intervienen: 
1- Fructosa 1,6 – bifosfato aldolasa
2- Fosfotriosa isomerosa
Paso 5: Oxidación del Gli 3P a 1,3-bifosfoglicerato (1,3BPG)
Gliceraldehido 3 fosfato + P inorg 		 1,3- bifosfoglicerato
Se reduce el NAD+ a NADH + H+
Enzima que interviene: gliceraldehido 3- fosfato deshidrogenasa. No usa ATP, usa el fosfato inorgánico.
Paso 6: Formación de ATP.
1,3- bifosfoglicerato + ADP	 3- fosfoglicerato +ATP
Enzima que interviene: fosfoglicerato quinasa. Utiliza Mg+2
Paso 7: mutación.
3- fosfoglicerato 	2- fosfoglicerato
Enzima que interviene: fosfoglicerato mutasa. Usa Mg+2
Paso 8: deshidratación 
2- fosfoglicerato	fosfoenolpiruvato
Enzima que interviene: enolasa. Utiliza Mg+2 o Mn+2
Inhibida por F-
Paso 9: formación del piruvato y ATP – Reacción irreversible
 
Fosfoenolpiruvato + ADP	enolpiruvato + ATP 
Enzima que interviene: piruvato quinasa. 
Finalmente se produce 2ATP
REACCIONES IRREVERSIBLES: hexoquinasa o glucoquinasa, fosfofructoquinasa – 1, y la piruvato quinasa.
En condiciones AERÓBICAS se produce la OXIDACIÓN DEL PIRUVATO
Se produce en la matriz mitocondrial. Enzima que interviene: piruvato deshidrogenasa.
Se libera CO2. El NAD+ se reduce a NADH + H+.
Piruvato 		acetil CoA
Final de la vía glucolítica aerobia:
GLUCOSA + CO2 6CO2 + 6 H20 + 38 ATP
En condiciones ANAEROBICAS se produce la fermentación alcohólica y la fermentación láctica.
FERMENTACIÓN ALCOHOLICA: característica de levaduras. Una molécula de glucosa genera dos moléculas de etanol y dos de CO2.
Enzimas que intervienen: 1. Piruvato decarboxilasa. Usa Mg+2. No se encuentra en tejido animal.
			 2. alcohol deshidrogenasa. Oxida el NADH A NAD+.
Ácido pirúvico acetaldehído 	 etanol 
FERMENTACIÓN LÁCTICA: Lo realizan muchos tipos de bacterias, hongos, protozoos y tejidos animales. Se verifica en el tejido muscular cuando, a causa de una intensa actividad, no se produce una aportación adecuada de oxígeno que permita el desarrollo de la respiración aeróbica.
Enzima que interviene: lactato deshidrogenasa. Oxida el NADH a NAD+.
Ácido pirúvico 			ácido láctico
En el metabolismo anaeróbico el rendimiento energético es menor.
GLUCOSA 2 AC. LÁCTICO/ 2 ETANOL + CO2+ 2ATP
Otras vías de catabolismo de la glucosa son:
Vía de la pentosa fosfato: producto NADPH + Ribosa 5- fosfato
Glucógenolisis: producto glucógeno
Ácido úrico: producto ácido úrico.
8) Ciclo del ácido cítrico: etapas involucradas en dicho ciclo. ¿Qué rol fundamental cumplen el metabolismo intermedio?
Funciones del ciclo de Krebs:
Generación de factores reducidos.
Participa en procesos de síntesis y degradación de moléculas orgánicas. 
Participa en el metabolismo de aminoácidos.
Participa en el metabolismo de los hidratos de carbono.
Interviene en la síntesis de lípidos.
Paso 1. Formación de citrato. Irreversible.
Enzima que interviene: citrato sintasa
Reacción de condensación. Se unen dos átomos de C. Ingresa una molécula de H2O.
Acetil CoA + oxalacetato	Citrato
Paso 2. Formación de isocitrato. 
Enzima involucrada: aconitasa.
Se produce una deshidratación y luego una rehidratación. 
La reacción es reversible pero tiende a ocurrir hacia la derecha porque el isocitrato se consumirá rápidamente por la reacción siguiente.
Citrato cis- aconitato 	 isocitrato
Paso 3. Formación de α- cetoglutarato. – irreversible 
Enzima: isocitrato deshidrogenasa. Se forma un intermediario que rápidamente forma el producto. Importante el Mg+2 para mantener la estabilidad del intermediario. Se forma NADH.
Isocitrato 	α – cetoglutarato.
Paso 4. Formación de succinil – CoA y CO2. Irreversible
Enzima: α – cetoglutarato deshidrogenasa. El NAD+ actúa como aceptor de e-.
α – cetoglutarato 	 succinil- CoA + CO2
Paso 5. Conversión a succinato. Irreversible. 
Enzima: succinil- CoA sintetasa. 
La energía que se libera va a ser utilizada para la formación deATP o GTP. 
Succinil – CoA 	 succinato
GTP + ADP 	 GDP + ATP
Paso 6. Deshidrogenación del succinato. Reversible
Enzima: succinato deshidrogenasa. FAD FADH2
Succinato 	fumarato.
Paso 7. Hidratación del fumarato
Enzima: fumarasa.
Fumarato 	malato
Paso 8. Deshidrogenación de malato.
Enzima: malato deshidrogenasa. NAD+ NADH + H+.
Malato 		oxalacetato.
ECUACIÓN TOTAL: 2 VUELTAS
ACETIL COA + 3 NAD+ + FAD+ + 2H20 + ADP + P 2CO2 + 3NADH + 3 H+ + FADH2 + COASH + ATP.
9) Metabolismo del alcohol etílico: etapas, enzimas, productos finales, consecuencias metabólicas de la ingesta crónica. 
a) El etanol, es primariamente metabolizado en el hígado por tres pasos enzimáticos diferentes: 
• Alcohol deshidrogenase (ADH). es la responsable de la mayor parte de la oxidación del etanol. La ADH se expresa mayoritariamente en el hígado, pero otros tejidos incluyendo la mucosa gástrica. La ADH está localizada en la fracción citosólica de la célula.
Etanol + NAD+ Acetaldehido + NADH + H+.
• Sistema microsomaI de oxidación del etanol (MEOS): Está dada por la reacción catalizada por el citocromo CYP2E1, en presencia de O2. La actividad de CYP2E1 se ve inducida en los alcoholismos crónicos. 
Etanol + NADPH2 acetaldehído + NADP+ +2H20.
• Oxidación del alcohol dependiente de la catalasa: Puede ocurrir en los peroxisomas a través de la actividad catalasa. 
Etanol + H2O2 acetaldehído + 2 H2O.
b) Conversión del acetaldehído en acetato: este paso esta catalizado por la enzima aldehído deshidrogenasa (ALDH). El acetaldehído es oxidado a acetato; el NAD es reducido a NADH. La reacción es irreversible. 
c) Vías del acetato: la mayor parte del acetato producido deja el hígado y circula a los tejidos periféricos donde es convertido en acetil-CoA. El acetil-CoA es también el metabolito clave. Enzima: acetil CoA sintetasa.
Acetato acetil CoA Acidas grasos, Cuerpos cetónicos, Colesterol, CO2.
Efectos generales de la metabolización del etanol: La ingesta de alcohol causa hígado graso. La hepatitis alcohólica se da con aparición de necrosis e inflamación del hepatocito. La cirrosis alcohólica se alcanza con la aparición de fibrosis y alteración de la arquitectura normal del hígado. 
Los distintos efectos metabólicos del consumo de etanol son atribuibles más a los productos de oxidación que al etanol en sí. Las dos fallas más importantes del hígado graso inducido por la' ingesta de alcohol son depósito de grasa y aumento del tamaño del hígado.
1) Exceso de equivalentes de reducción: aumento de la relación NADH/NAD, para amortiguar los cambios del estado redox. 
2) A la formación de acetaldehído, metabolito extremadamente tóxico. El consumo prolongado de alcohol provoca una disminución de la oxidación en las mitocondrias, con lo que se incrementan los por los niveles de acetaldehído. 
Otros efectos del alcohol administrado en forma crónica:
Sobre los aminoácidos plasmáticos, hepáticos y musculares. Conduce a un descenso de alanina en plasma e hígado. Si existe una dieta muy bien balanceada, dicho efecto no se observa. También podrían implicar un incremento en los precursores de la gluconeogénesis. Todo esto produce una hiperglucemia
Efecto sobre el ciclo de Krebs. Se constató que la producción de CO2, se reducía bajo la influencia del alcohol.
El incremento de lípidos, proteínas y agua se asocia a un incremento en el tamaño del hepatocito.
Vías implicadas: 
Aumento de la síntesis de ácidos grasos en el hígado.
Aumento de esterificación de ácidos grasos en hígado.
Aumento de la síntesis de colesterol en hígado. 
Disminución de la oxidación de ácidos grasos. 
Disminución de la hidrólisis de los esteres de ácidos grasos.
Descenso de la secreción de grasas hepáticas a la bilis.
Descenso de la liberación de lipoproteínas séricas.
10) Biosíntesis del porfobilinógeno (primer precursor pirrólico). Función de ALA sintasa.
Formación de ALA: Los dos materiales iniciales son succinil-CoA que proviene del ciclo de Krebs en las mitocondrias y la glicina junto con su "activador", el piridoxal fosfato (Vit B6). No es casual que este primer pase se produzca en la mitocondria en una reacción catalizada por la ALA sintasa. Forma un intermediario que es rápidamente descarboxilado convirtiéndose en 6-aminolevulinato (ALA). 
Formación de porfobilinógeno PGB : citosol, dos moléculas de ALA son condensadas por medio de la enzima ALA deshidratasa para formar dos moléculas de agua y una de porfobilinógeno (PGB), el primer precursor pirrólico.
Función ALA sintasa: cataliza la condensación del succnil-CoA con glicina para formar delta-aminolevulinato (ALA).