Resumen Bioquimica parte 1

Vista previa del material en texto

Resumen de Bioquímica
1° PARCIAL | CÁTEDRA 1 - 2020
Índice
Grupos funcionales 2
Hidratos de carbono 2
MONOSACÁRIDOS 2
DISACÁRIDOS 3
POLISACÁRIDOS 3
Aminoácidos 3
AMINOÁCIDOSNOPOLARES 3
AMINOÁCIDOS POLARES SIN CARGA 4
AMINOÁCIDOS BÁSICOS 4
AMINOÁCIDOSÁCIDOS 4
Lípidos 4
ÁCIDOSGRASOS 4
ACILGLICÉRIDOS 5
CERAS 5
FOSFOGLICÉRIDOS 5
PLASMALÓGENOS 5
ESFINGOLÍPIDOS 5
ISOPRENOIDES 5
ESTEROIDES 5
SALES BILIARES 5
Nucleótidos 5
NUCLEÓSIDOS 6
Soluciones 6
Dilución de soluciones 6
Estructura de las proteínas 6
Disociación del agua 9
Ácidos y bases 9
Titulación 10
Soluciones buffer 10
Buffers biológicos 10
BUFFERS EXTRACELULARES 11
BUFFERS INTRACELULARES 11
Alteraciones ácido-base 11
Bioenergética 12
Primera ley de la termodinámica 12
Segunda ley de la termodinámica 12
Enzimas I 13
ECUACIÓNDEMICHAELIS-MENTEN: 14
ECUACIÓNDE LINEWEAVER-BURK: 14
Determinación de proteínas totales 15
Electroforesis 15
SDS-PAGE (ELECTROFORESIS ENGELDE
POLIACRILAMIDACONDODECILSULFATO
SÓDICO) 15
Western Blot 15
Proteínas plasmáticas 16
PREALBÚMINA 16
ALBÚMINA 17
⍺1-GLOBULINA 17
⍺2-GLOBULINA 17
-GLOBULINAS 17
𝛾-GLOBULINAS 17
Inhibidores de la actividad enzimática 18
Enzimas alostéricas 18
Regulación enzimática 19
Enzimas séricas 19
ENZIMAS FUNCIONALESDEL PLASMA 19
ENZIMASNOFUNCIONALESDEL PLASMA
19
Distribución tisular de las enzimas 20
Glucólisis 21
FOSFORILACIÓNDE LAGLUCOSA 21
ISOMERIZACIÓNDE LAGLUCOSA-6-P 21
FOSFORILACIÓNDE LA FRUCTOSA-6-P 21
FORMACIÓNDE TRIOSAS FOSFATO 22
INTERCONVERSIÓNDE TRIOSAS 22
OXIDACIÓNDELGLICERALDEHÍDO-3-P 22
FORMACIÓNDEATPA PARTIRDE 1,3 DI-P
GLICERATO 22
CONVERSIÓNDE 3-P-GLICERATOA
2-P-GLICERATO 22
FORMACIÓNDE P-ENOLPIRUVATO 22
FORMACIÓNDEL PIRUVATO 22
Gluconeogénesis 22
1-CONVERSIÓNDE PIRUVATOA
FOSFOENOLPIRUVATO 22
2-FORMACIÓNDE FRUCTOSA-6-P 23
3-PRODUCCIÓNDEGLUCOSA 23
Vía de las pentosas 23
Diabetesmellitus 24
Proteínas glicosiladas 24
HEMOGLOBINAGLICOSILADA 25
PROTEÍNAS SÉRICASGLICOSILADAS 25
Receptores hormonales 25
Transducción de señales 25
PROTEÍNASG 25
PROTEÍNASQUINASAS 26
PROTEÍNAS FOSFATASAS 26
RECEPTORES TIPORTK 26
Estructura del glucógeno 27
Glucogenogénesis - Síntesis de glucógeno 27
Glucogenólisis 28
Enfermedades relacionadas con el metabolismo
de glucógeno 28
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 1
ENFERMEDADDEVONGIERKE (TIPO I) 28
ENFERMEDADDE POMPE (TIPO II) 28
ENFERMEDADDECORI (TIPO III) 29
ENFERMEDADDEMCARDLE (TIPOV) 29
Hormonas esteroideas 29
Patologías asociadas a las hormonas esteroideas
30
SÍNDROMEDERESISTENCIA A LOS
GLUCOCORTICOIDES 30
RAQUITISMORESISTENTE A LAVITAMINAD
30
SÍNDROMEDE INSENSIBILIDADA
ANDRÓGENOS 30
Regulación del metabolismo de glúcidos 31
Regulación de la vía de las pentosas 31
Regulación de la glucogenólisis 31
Regulación de la glucogenogénesis 32
☕ Alejandro Bogino | Cafecito
🔎 Correcciones/Sugerencias
📂 Drive Completo
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 2
https://cafecito.app/alebogino
https://forms.gle/bNihjBg4K6kd9WJ96
https://drive.google.com/drive/u/1/folders/1Qh8d3Fa6sBjhMUJKQECIJgS_VM33ITw2
-1 y 2-
Grupos funcionales
Un grupo con S es el grupo tiol, -SH, similar al hidroxilo. That’s it. Buena suerte.
El cuerpo de un adulto normal de 70 kg tiene 42 litros de agua.
Hidratos de carbono
Son moléculas compuestas fundamentalmente por carbono, hidrógeno y oxígeno. Pueden encontrarse
aisladas o en unión a proteínas o lípidos. Son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas. Se pueden clasificar
según la cantidad de unidades del monómero que posean en monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos, o
polisacáridos. También, según la cantidad de átomos de carbono de los monómeros pueden ser triosas (3C),
tetrosas (4C), pentosas (5C), hexosas (6C), heptosas (7C). Según su grupo funcional principal se pueden
clasificar en aldosas o cetosas.
MONOSACÁRIDOS
Son polihidroxialdehídos o polihidroxicetonas (aldosas o cetosas). Los monosacáridos que existen en la
naturaleza son de la serie D. La mayoría de los monosacáridos tienen una estructura asimétrica. Un átomo de
carbono al cual se le unen cuatro grupos diferentes constituye un carbono quiral.
Los estereoisómeros son moléculas con la misma fórmula química, pero difieren en la posición del
grupo hidroxilo en uno o más de los carbonos quirales. La D-glucosa y la L-glucosa son enantiómeros,
imágenes especulares entre sí.
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 3
Los diastereoisómeros son estereoisómeros que no son imágenes especulares y pueden no tener
carbonos quirales. Los epímeros son compuestos que difieren en la posición del grupo hidroxilo de solo uno
de los carbonos quirales.
Los monosacáridos sufren una reacción intramolecular donde el grupo aldehído o cetona reacciona
con un grupo alcohol de la misma molécula, formando así anómeros cíclicos. En el caso de las aldosas se forma
un hemiacetal y en el caso de las cetonas se forma un hemicetal. El carbono del aldehído o cetona originales
se denomina carbono anomérico. Dependiendo de la ubicación del oxhidrilo del carbono anomérico, la
conformación será ⍺ o . Si el oxhidrilo está del mismo lado que la ramificación del carbono 5, será , o cis;
mientras que si está pal’ otro lado, es ⍺, o trans.
DISACÁRIDOS
Están formados por la unión de 2 monosacáridos mediante un enlace O-glicosídico.
1. La maltosa está formada por dos D-glucosas unidas por un enlace 1⍺→4.
2. La isomaltosa está formada por dos D-glucosas unidas por un enlace 1⍺→6.
3. La celobiosa está formada por dos D-glucosas unidas por un enlace 1 →4.
4. La lactosa está formada por -D-Galactosa y D-Glucosa, unidas 1 →4.
5. La sacarosa está formada por ⍺-D-glucosa y -D-fructosa, ambas unidas por sus carbonos anoméricos.
POLISACÁRIDOS
Se forman por la unión de más de 10 monosacáridos mediante enlaces O-glicosídicos. Cumplen dos
funciones: energética y estructural. Entre la función energética se encuentra el almidón, formado por
⍺-D-glucopiranosas con enlaces α-1→4 y α-1→6 , y el glucógeno, similar al almidón pero más ramificado. En la
función estructural se encuentra la celulosa y la quitina. La celulosa está formada por unidades de
-D-glucosa, unidas mediante enlaces -1→4.
Los peptidoglucanos están formados por polisacáridos asociados a cadenas peptídicas.
Aminoácidos
Los 20 aminoácidos que se encuentran en las proteínas
humanas tienen una estructura general común. Tienen un carbono
quiral, ⍺, unido a un grupo amino, un grupo carboxílico, un hidrógeno,
y una cadena R. Los aminoácidos también pueden tener enantiómeros
L o D.
Los enlaces peptídicos se forman por la interacción entre el
grupo carboxilo unido al carbono alfa de un aminoácido con el grupo
amino unido al carbono alfa de otro.
Dato: el glutamato es más hidrosoluble que la glutamina
Los aminoácidos se pueden agrupar en:
AMINOÁCIDOS NO POLARES
Tienen una cadena lateral no polar, formada por restos
hidrocarbonados. Son hidrofóbicos. La glicina tiene a una molécula de
hidrógeno en su grupo R. La alanina, valina, leucina, isoleucina y
prolina tienen cadenas alifáticas hidrocarbonadas. La metionina tiene
un enlace tioéter (C-S-C).
La prolina no tiene un grupo amino, sino que es “imino”, ya
que el carbono alfa y nitrógeno forman parte del grupo R.
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 4
Los aminoácidos no polares aromáticos son la tirosina, fenilalanina y triptófano.
AMINOÁCIDOS POLARES SIN CARGA
Poseen una cadena lateral que no tiene una carga neta. Son más solubles en agua que los no polares.
Tanto la serina como la treonina contienen un grupo hidroxilo que puede formar puente de hidrógeno con el
agua. La asparagina y la glutamina tienen un grupo amida, y la cisteína tiene un grupo tiol (sulfhidrilo).
La cistina se oxida fácilmente, formando un aminoácido dimérico llamado cistina: dos moléculas de
cisteína se unen mediante un puente disulfuro.
AMINOÁCIDOS BÁSICOS
Tienen grupos R cargados positivamente, ya que contienen grupos aminos adicionales. Son lalisina,
arginina e histidina. Son muy solubles en agua
AMINOÁCIDOS ÁCIDOS
Contienen grupos R cargados negativamente, ya que tienen grupos carboxilo adicionales al ⍺-carboxilo.
Son el aspartato y glutamato. Son muy solubles en agua.
Dato que tomaron en el final: la L-aminoácido desulfurhidrasa o L-cisteína desulfurasa cataliza la
siguiente reacción:
𝐶𝑖𝑠𝑡𝑒í𝑛𝑎 + 𝐻
2
𝑂 ⇔ Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑝𝑖𝑟ú𝑣𝑖𝑐𝑜 + 𝑁𝐻
3
+ 𝐻
2
𝑆
Los aminoácidos esenciales son leucina, isoleucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano
y valina. Arginina e histidina son esenciales para el crecimiento en niños. La regla mnemotécnica es:
FEr hIZO un LIo TREmendo y VALentina LE METio un TRIPTOFANO
Lípidos
Son insolubles en agua y solventes polares, y solubles en solventes no polares como cloroformo,
benceno, etc. Se clasifican en saponificables y no saponificables.
Dentro del grupo de los lípidos saponificables, se encuentran:
1. Lípidos simples: Sólo contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. Se dividen en:
a. Acilglicéridos o grasas: Cuando son sólidos se llaman grasas y cuando son líquidos a
temperatura ambiente se llaman aceites.
b. Ceras
2. Lípidos complejos: Además de contener carbono, hidrógeno y oxígeno, contienen otros elementos
como nitrógeno, fósforo, azufre, u otra biomolécula.
Los lípidos insaponificables no poseen ácidos grasos en su estructura, y no pueden ser saponificados
(duh). En este grupo se encuentran los terpenos, esteroides y prostaglandinas.
ÁCIDOS GRASOS
Son una larga cadena alquílica con un grupo carboxílico. Los ácidos grasos saturados son aquellos que
no tienen dobles enlaces, y si tienen uniones dobles se los denomina monoinsaturados, poliinsaturados. Si el
doble enlace causa una torcedura de la molécula, se dice que tiene una configuración trans, mientras que si se
mantiene recta, tiene una configuración cis.
La nomenclatura C10:0 indica un ácido graso de 10C con 0 insaturaciones.
Nombre común Fórmula Nombre sistemático
Esteárico C18:0 Octadecanoico
Oléico C18:19 ;ω9 cis-9-octadecanoico
Linoléico C18:29,12;ω6 todos cis-9,12-octadecadienoico
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 5
Alfa linoléico C18:39,12,15;ω3 todos cis-9,12,15-octadecatrienoico
ACILGLICÉRIDOS
Son ésteres del glicerol y ácidos grasos. Según el número de ácidos unidos por enlace éster, existen
monoacilgliceroles, diacilgliceroles y triacilgliceroles. El carbono 2 del glicerol será quiral si los grupos acilo
unidos al C1 y C3 no son idénticos.
CERAS
Son ésteres de ácidos grasos con alcoholes. Son altamente insolubles.
FOSFOGLICÉRIDOS
La estructura básica de estos compuestos es el ácido fosfatídico. El ácido fosfatídico es un glicerol
unido a dos ácidos grasos y a un ácido ortofosfórico. Los distintos fosfolípidos se encuentran cuando al grupo
fosfato se le agregan diferentes grupos..
PLASMALÓGENOS
Son muy similares a los fosfoglicéridos. Es un glicerol que tiene unido en la posición 3 a un ácido
ortofosfórico (que tiene unido alguna molécula), en la posición 2 a un ácido graso, y en la posición 1 a un
alcohol graso, mediante un enlace éter. En la mielina abundan los plasmalógenos de etanolamina, mientras
que en el músculo cardíaco abundan los de colina. El factor activador de plaquetas (PAF) es un plasmalógeno.
ESFINGOLÍPIDOS
Son similares a los fosfoglicéridos, pero en vez de estar formados por glicerol, están compuestos por
esfingol. En la posición 2 tiene a un amino, por lo que forma uniones amina. Cuando tiene unido un ácido
graso al grupo amino, se forma una ceramida.
Cuando la posición 3 de una ceramida reacciona con un grupo fosfato, se forma esfingomielina. Si en
vez de reaccionar con un fosfato, reacciona con galactosa o glucosa, forma galactocerebrósidos o
glucocerebrósidos, respectivamente. Si a la ceramida se le une un oligosacárido, forma gangliósidos.
ISOPRENOIDES
Son lípidos formados por la condensación lineal de unidades de isopreno. Son insaponificables. Los
esteroides derivan del escualeno, un hexaprenoide. Dentro de este grupo también se encuentran las vitaminas
liposolubles: vitamina A, vitamina D, vitamina E, vitamina K.
ESTEROIDES
Son lípidos isoprenoides, pero su estructura se relaciona con la del anillo de esterano o
ciclopentano-perhidrofenantreno. El colesterol está formado por 27 átomos de carbono, con un grupo
hidroxilo en la posición 3, y un doble enlace entre la posición 5 y 6.
SALES BILIARES
Las principales sales biliares son glicolato y taurocolato, que son las sales de sodio y potasio de los
ácidos taurocólico y glicocólico, respectivamente. Permiten la formación de micelas con las grasas del intestino
delgado.
Nucleótidos
Son ésteres fosfóricos de los nucleósidos. Un nucleósido resulta de la unión glicosídica entre una
pentosa (D-ribosa en el ARN o D-desoxirribosa en el ADN), y una base nitrogenada, que puede ser una purina
o pirimidina. Un nucleótido está formado por la unión de un grupo fosfato al carbono 5’ de una pentosa, que a
su vez tiene unida una base nitrogenada en el carbono 1.
Las bases nitrogenadas son sustancias cíclicas de seis átomos, como las pirimidinas, o un anillo de pirimidina
fusionado con un imidazol. Las bases púricas están compuestas por dos anillos, con un total de 4 átomos de
nitrógeno. Las bases pirimidínicas son un sólo anillo, con dos átomos de nitrógeno.
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 6
NUCLEÓSIDOS
Están formados por una base púrica o pirimidínica unida a través del N9 o N1 a un azúcar, por una
unión glucosídica. Los nucleósidos que contienen ribosa se denominan ribonucleósidos y los que contienen
desoxirribosa, desoxirribonucleósidos.
Soluciones
Las soluciones son sistemas homogéneos formados por 2 o más componentes. Las propiedades
intensivas de estos sistemas tienen valores constantes en cualquier punto del mismo.
La cantidad de soluto contenida en una solución es indicada mediante la concentración de una
solución. Las unidades que se utilizan son: % P/P, % P/V, % V/V, % P/Psv, % P/Vsv; Molaridad (M), Normalidad
(N), Osmolaridad (Osm).
Para determinar el número de moles que hay en cierta masa de una sustancia, se utiliza el peso
molecular como factor de conversión (n° de moles = masa/peso molecular).
La normalidad es el número de equivalentes por litro. Un equivalente es la cantidad de sustancia que
produce la liberación de 1 mol de H+ si la sustancia es un ácido, 1 mol de OH- si la sustancia es una base, o 1
mol de cargas positivas o negativas si se trata de una sal. Número de equivalentes = número de moles x n
(cantidad liberada)
𝑁 = 𝑛° 𝑑𝑒 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠𝑙𝑖𝑡𝑟𝑜
Un osmol es la cantidad de sustancia que en solución origina 1 mol de partículas osmóticamente
activas. Se calcula como el número de moles de moléculas por el número de partículas que cada molécula
puede dar en solución. i es el número de partículas osmóticas liberadas.
𝑂𝑠𝑚 = 𝑖 × 𝑀
Dilución de soluciones
La dilución de una solución implica agregar a una solución madre, una cantidad determinada de
solvente, de forma que la misma cantidad de soluto inicial ahora está presente en una mayor cantidad de
agua, dando como consecuencia una solución de concentración menor. En este caso, la masa del soluto inicial
es igual a la masa del soluto final.
𝑉𝑖 × 𝐶𝑖 = 𝑉𝑓 × 𝐶𝑓
IMPORTANTE= RESPETAR LAS UNIDADES DE UN LADO Y OTRO DE LA IGUALDAD
También se puede diluir una solución madre con una solución que contenga los mismos componentes,
pero que tenga una concentración menor. La solución restante de la mezcla tendrá una concentración
intermedia. En este caso, la masa del soluto final es igual a la suma de la masa del soluto de la solución 1 + la
masa del soluto de la solución 2.
𝑉1 × 𝐶1 + 𝑉2 × 𝐶2 = 𝑉𝑓 × 𝐶𝑓
-03-
Estructura de las proteínas
Las proteínas tienen funciones de regulación de pH, contracción muscular, protección inmune,
estructura celular, estructura tisular, señalización entre células, receptores de membrana,señalización
intracelular, transporte entre células, transporte dentro de la célula, control de funciones genéticas, aporte
energético, reserva energética, y enzimática.
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 7
La estructura primaria de las proteínas es la secuencia de aminoácidos que la componen. Las
características únicas de una proteína las dan los aminoácidos que la componen, y tienen un efecto sobre el
plegamiento. La estructura primaria de una proteína impone su estructura tridimensional.
La estructura tridimensional de una proteína se da mediante fuerzas de estabilización, que pueden ser
no covalentes, como los puentes de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas o atracción electrostática, o
covalente, como los puentes disulfuro.
La estructura secundaria es un plegamiento regular local por uniones puente de hidrógeno entre
uniones peptídicas. Las dos estructuras secundarias principales son ⍺-hélice y hoja -plegada, pero hay otros
como ℽ, , loop, hairpin, coil. La ⍺-hélice está determinada por interacciones puente de hidrógeno entre
uniones peptídicas de aminoácidos cercanos, a lo largo de la misma cadena. Los puentes se establecen con
cuatro aminoácidos de separación. Normalmente ocurren con los aminoácidos alanina, glutamina, leucina y
metionina. La prolina, glicina, tirosina y serina desestabilizan la hélice. La hoja -plegada está determinada por
interacciones puente de hidrógeno entre uniones peptídicas de cadenas vecinas, o secuencias separadas de
una misma cadena. En general ocurre por aminoácidos de Valina, tirosina, cisteína.
La estructura terciaria es aportada por interacciones entre cadenas laterales de aminoácidos alejados
unos de otros. En las proteínas de elevado peso molecular, la estructura terciaria está constituida por
dominios, y subestructuras repetitivas llamadas motivos.
● Los dedos de zinc son un motivo donde un átomo de Zn se une a los R de dos histidinas de una
⍺-hélice, y a dos histidinas de una hoja . Este formato lo tienen proteínas de unión al ADN, que se
intercalan en la doble hélice.
● El cierre de leucina es un motivo formado por un dímero de dos hélices ⍺, cada una con un residuo de
leucina cada 7 aminoácidos. Son proteínas de unión al ADN, factores de transcripción.
Los dominios son unidades estructuralmente independientes, con características de proteínas
globulares pequeñas, que tienen una función específica, como las enzimas.
La estructura cuaternaria son interacciones entre cadenas de péptidos. A cada cadena se le dice
protómero, y la forma completa es un oligómero. En este nivel hay asociación de cadenas polipeptídicas
individuales de forma específica. Solo la alcanzan las proteínas que tienen más de una cadena polipeptídica.
Normalmente se da por asociación no covalente, y proveen las bases estructurales para la regulación de sus
actividades.
La estructura de una proteína determina la presencia de un sitio de unión a ligando, la flexibilidad o
rigidez de la misma, y si tiene por ejemplo una superficie hidrofílica y un centro hidrofóbico. El plegamiento de
las proteínas es espontáneo, pero existen cofactores celulares que intervienen en ello. Las heat shock proteins
o chaperonas son una familia de proteínas que despliegan a las proteínas y las estabilizan desplegadas, para su
translocación a través de membranas o para su degradación. Además, ayudan al correcto plegamiento y
ensamblaje de las proteínas. Son Hsp90 (interviene en la transducción de señales), Hsp70 (interviene en la
síntesis de proteínas, y en la inserción de proteínas mitocondriales), y Hsp60 (interviene en la síntesis
proteica).
La disulfuro isomerasa es una enzima que cataliza la formación y eliminación de enlaces disulfuro de la
conformación de las proteínas. La prolil cis-trans isomerasa es otra enzima que cataliza la interconversión de
los isómeros cis-trans de los enlaces peptídicos de la prolina (abre y cierra el anillo).
Hay modificaciones post-traduccionales que una proteína sufre, como el agregamiento de grupos
prostéticos, la glicosilación, hidroxilación, carboxilación, acetilación, ADP-ribosilación, proteólisis, fosforilación,
palmitoilación, miristoilación, metilación y sulfatación.
Glicosilación Serina, tirosina, aspargina Palmitoilación Cisteína
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 8
Hidroxilación Prolina, lisina Metilación Lisina
Carboxilación Glutamato Palmitoilación Cisteína
Acetilación Lisina Miristoilación Glicina
Fosforilación Serina, treonina, tirosina Sulfatación Tirosina
Las proteínas fibrosas son cadenas polipeptídicas ordenadas de modo paralelo a lo largo de un eje,
formando fibras o láminas. Son una unidad repetitiva simple que se ensambla, y actúan como soporte
mecánico, son insolubles. Ejemplos de ellas son el colágeno, la miosina y actina, queratinas, fibrina y elastina.
El colágeno es la familia de proteínas fibrosas más abundante. Es producido por fibroblastos, miocitos,
y células epiteliales. El colágeno tipo I es el componente mayoritario del tejido conectivo. Forma la matriz
extracelular del TC blando, hueso, tendones, piel, vasos sanguíneos y córnea. Está compuesto por glicina,
prolina, hidroxiprolina e hidroxilisina. Se ensambla de forma de fibrillas y grandes fibras insolubles.
Las queratinas son otro tipo de proteínas fibrosas similares al colágeno. La ⍺-queratina forma parte del
pelo. Tiene un alto contenido de azufre, y está empaquetada en una matriz amorfa. El aspecto del pelo está
dado por la cantidad y el ordenamiento de los puentes disulfuro.
Las proteínas globulares son cadenas polipeptídicas plegadas estrechamente, de modo que tienen
formas esféricas o globulares compactas. Son más complejas que las fibrosas. Un ejemplo de ellas son las
albúminas, las globulinas, y las histonas y protaminas.
Las inmunoglobulinas son proteínas globulares producidas por el sistema inmune en respuesta a
antígenos. Son sintetizadas por linfocitos B y volcadas a la circulación. Funcionan por reconocimiento y unión
al antígeno. Hay cinco tipos: IgM, el primer anticuerpo que se sintetiza ante el ingreso del antígeno; IgG, que
tiene altas concentraciones en plasma luego de la producción de IgM; IgA, presente en las secreciones y
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 9
constituye una barrera antigénica para las mucosas; IgD, el receptor antigénico de superficie de los linfocitos B;
e IgE, que circula en bajas cantidades y participa en los procesos de alergia. Todas las inmunoglobulinas están
formadas por dos cadenas polipeptídicas livianas, y dos cadenas pesadas, unidas por puentes disulfuro.
Las proteínas fijadoras de O2, son otro tipo de proteínas globulares. Son la mioglobina y la
hemoglobina. Ambas están formadas por una parte proteica y un grupo prostético. La mioglobina tiene una
única subunidad peptídica, y la hemoglobina tiene cuatro subunidades, de dos tipos, es decir, es un
heterotetrámero.
Disociación del agua
El agua se disocia de acuerdo a la siguiente ecuación:
𝐻
2
𝑂 ⇋ 𝐻+ + 𝑂𝐻−
El protón de la disociación interactúa con el oxígeno de otra molécula de agua formando el hidronio,
H3O
+. La constante de disociación de agua es igual al producto de las concentraciones de H+ e OH-, y se
denomina producto iónico del agua, KW.
𝐾
𝑤
= 10−14𝑀2 = [𝐻+][𝑂𝐻−]
En el agua pura, la concentración de protones es igual a la de hidroxilos, por lo que [H+] = 10-7M.
Si agregamos ácido clorhídrico al agua, se disocia en Cl- y H+, lo que aumenta la concentración de
protones, y el equilibrio de disociación del agua se desplaza hacia la izquierda. Normalmente, con ácidos
fuertes, la concentración de protones que aporta la disociación del agua es mucho menor que la del ácido, por
lo cual los protones del agua son despreciables.
pH
𝑝𝐻 = 𝑙𝑜𝑔( 1
[𝐻+]
) = − 𝑙𝑜𝑔[𝐻+]
El potencial de hidrógeno o pH de una solución acuosa es el logaritmo de la inversa de la
concentración de protones. De manera similar, se expresa el pOH, pero se utiliza la concentraciónde oxidrilos.
En el agua pura, [H+] = [OH-], de modo que pH = pOH = 7. pH + pOH = 14.
Ácidos y bases
Un ácido es una sustancia que, en solución, libera protones; mientras que una base es una sustancia
que, en solución, libera iones oxhidrilo. Si las cantidades de H+ y OH- son iguales, la solución es neutra.
El protón que libera un ácido debe unirse rápidamente a otra molécula. Por eso se habla de pares
ácido-base conjugados, siendo el ácido la molécula que libera H+, y la base aquella que lo capta.
Una reacción ácido-base consiste en la transferencia de H+ desde un ácido a una base. El agua, puede
actuar tanto como una base como un ácido. Las sustancias que tienen propiedades tanto ácidas como básicas
se llaman anfipróticas.
Un ácido fuerte es aquel que se disocia totalmente, mientras que un ácido débil es aquel que solo
libera una fracción de H+. Por lo tanto, los ácidos débiles establecen un equilibrio, y la constante de disociación
se define a partir de la siguiente expresión:
𝐾𝑎 = [𝐴
−]×[𝐻+]
[𝐴𝐻]
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 10
Cuanto mayor es Ka, más disociado estará el ácido, y mayor es su fuerza. Lo mismo se puede hacer
para bases débiles, con la concentración de OH-.
pKa es calculado como pKa = - log Ka; y sirve como indicador de la fuerza del ácido. A menor pKa,
mayor es la fuerza del ácido.
Titulación
Cuando un ácido y una base se combinan en concentraciones equivalentes se neutralizan mutuamente.
Cada equivalente de H+ liberado por el ácido reacciona con un equivalente de OH-, dando lugar a la formación
de H2O.
La titulación consiste en la adición de sucesivas cantidades de una base (o un ácido) fuertes a una
solución de ácido (o base), hasta el punto de equivalencia. El punto equivalente es el punto en el que el
número de equivalentes de ácido (o base) consumido es igual al número de equivalentes de la base (o ácido)
agregada. Es el punto en el que ocurre la neutralización. En el punto medio de la curva de titulación de un
ácido débil, el pKa es igual al pH.
𝑁
á𝑐𝑖𝑑𝑜
× 𝑉
á𝑐𝑖𝑑𝑜
= 𝑁
𝑏𝑎𝑠𝑒
× 𝑉
𝑏𝑎𝑠𝑒
Las curvas de titulación representan las variaciones de pH de una solución a medida que se le agregan
ácidos o bases. Como la solución que se agrega (titulante) tiene una concentración conocida, es posible
graficar las variaciones de pH en función del número de equivalentes agregados.
El resultado de la titulación indica si la solución actúa o no como buffer, es decir, si puede
amortiguar las variaciones de pH, dentro de un cierto rango, en respuesta al agregado de ácidos o bases.
Cuando el número de equivalentes de ácido es igual al número de equivalentes de base, se encuentra
el punto de equivalencia. Con un ácido fuerte, en las proximidades a este punto, el pH se modifica
rápidamente; mientras que con un ácido débil hay una zona plana alrededor del punto medio.
La ecuación de Henderson-Hasselbalch describe el comportamiento del pH de un ácido débil con una
base fuerte:
𝑝𝐻 = 𝑝𝐾𝑎 + 𝑙𝑜𝑔 [𝐴
−]
[𝐴𝐻]
pKa = pH(sist) cuando la concentración de ácido y base conjugada es
igual.
Soluciones buffer
Las soluciones de ácidos débiles y sus bases conjugadas se comportan como soluciones
amortiguadoras o buffers, ya que tienden a resistir los cambios de pH. Esto se produce debido al equilibrio:
𝐴𝐻 + 𝐻
2
𝑂 ⇋ 𝐴− + 𝐻
3
𝑂+
Si se agregara un ácido, aumentaría la concentración de protones, pero el equilibrio se desplazaría
hacia la izquierda, favoreciendo la formación del ácido, lo que consumiría los protones añadidos. La eficacia
del buffer depende de la [A] y [AH], y del pH del medio. La eficacia es máxima cuando este valor es cercano al
pKa.
Buffers biológicos
El metabolismo celular genera tres tipos de metabolitos ácidos (además de calor y agua):
1. Ácidos volátiles: El dióxido de carbono se considera ácido, ya que reacciona con el agua para formar
ácido carbónico (H2CO3), el cual, por ser un ácido débil, se disocia en bicarbonato (HCO3
-) y H+.
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 11
2. Ácidos fijos: Son el ácido sulfúrico (H2SO4) y ácido fosfórico (H3PO4), provenientes del metabolismo de
las proteínas, de la oxidación de los aminoácidos azufrados para dar H2SO4 y de las fosfoproteínas para
dar H3PO4.
3. Ácidos orgánicos: Son el lactato, piruvato, acetoacetato, -hidroxibutirato, formados por la oxidación
parcial de glúcidos, lípidos y aminoácidos. Son ácidos débiles.
A pesar de todos estos ácidos, el pH plasmático debe mantenerse en valores cercanos a 7,4. Este valor
se conserva gracias a la acción de dos mecanismos: los sistemas respiratorio y renal como excretores, y los
buffers por otro.
Los buffers biológicos se pueden dividir en extracelulares e intracelulares.
BUFFERS EXTRACELULARES
El sistema HCO3
-/H2CO3 es el regulador fisiológico más importante del plasma. El ácido carbónico tiene
una capacidad amortiguadora fuerte porque se deshidrata a CO2, que puede ser espirado. Esta reacción está
catalizada por la enzima anhidrasa carbónica.
El sistema tiene un pKa de 6,1, y mantiene el pH sanguíneo siempre que haya un exceso de bicarbonato
con respecto al CO2. La relación HCO3
-/CO2 tiene que ser cercana a 20, para mantener el pH de 7,4.
El buffer fosfato es el principal sistema buffer de la orina y los líquidos intracelulares. El par conjugado
efectivo para mantener el pH es:
Las proteínas pueden funcionar como sistema buffer, gracias a los grupos disociables de los
aminoácidos que las forman. Sin embargo, el pKa de los grupos carboxilos es cercano a 2, y el pKa de los
grupos aminos es alrededor de 9,5, lo cual se aleja del pH en la mayoría de los líquidos biológicos.
BUFFERS INTRACELULARES
Debido a que el grupo imidazol tiene un valor de 6, la histidina es el único aminoácido con capacidad
reguladora importante del pH fisiológico. La hemoglobina es una proteína buffer efectiva debido a su alta
concentración y a sus residuos de histidina.
Alteraciones ácido-base
El estudio del estado ácido-base se basa en los componentes del sistema bicarbonato/CO2. Según los
valores del pH del plasma, y el componente del sistema buffer afectado, las alteraciones ácido-base se
clasifican en los siguientes grupos: acidosis respiratoria, acidosis metabólica, alcalosis respiratoria y alcalosis
metabólica.
Ante una alteración ácido-base, el organismo pone en marcha mecanismos compensadores. Por
ejemplo, en una acidosis metabólica se estimula el centro respiratorio, que facilita la eliminación del CO2.
Acidemia: pH sanguíneo < 7,35
Alcalemia: pH sanguíneo > 7,45
La acidosis y alcalosis son estados patológicos que pueden llegar a la acidemia o alcalemia,
respectivamente.
La acidosis metabólica se puede detectar por una disminución del bicarbonato plasmático. Las causas
de la pérdida de bicarbonato pueden ser una mayor producción de ácidos orgánicos que exceda la velocidad
de eliminación, una reducción en la excreción de H+, o una excesiva pérdida de bicarbonato debido a una
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 12
mayor excreción renal o a una pérdida del fluido duodenal. La respuesta es aumentar la ventilación, y la
excreción de protones a nivel renal.
La acidosis respiratoria está causada por cualquier alteración que disminuya la eliminación de CO2, y
por lo tanto, un aumento de la presión de CO2. Las causas pueden ser factores que depriman el centro
respiratorio a nivel del SNC, o factores que afecten al aparato respiratorio como una obstrucción de las vías
aéreas. La compensación se produce a través de otros sistemas buffer, como el de la hemoglobina. Los riñones
responden de la misma manera que con la acidosis metabólica.
La alcalosis metabólica se produce cuando se agrega un exceso de base al sistema o se pierden fluidos
ácidos (vómitos). Los pulmones responden con una hipoventilación.
En la alcalosis respiratoria se produce una disminución de la pCO2 como resultado de un aumento de
la frecuencia de respiración. Los mecanismos compensatoriosson otros sistemas buffer y la menor
reabsorción de bicarbonato a nivel renal.
-04-
Bioenergética
Un sistema es el conjunto de materia que está experimentando un proceso físico o químico concreto.
El universo es el sistema + el entorno. Los sistemas abiertos, como los organismos vivos, intercambian materia
y energía con el entorno.
Primera ley de la termodinámica
Es el principio de conservación de la energía. Para cualquier cambio físico o químico, la cantidad total
de energía del universo permanece constante; la energía puede cambiar de forma o puede transportarse, pero
no puede ser creada ni destruida.
Segunda ley de la termodinámica
La entropía (S) es la expresión cuantitativa del desorden de un sistema. En todo proceso natural, la
entropía aumenta. En un proceso a temperatura constante, el cambio de entropía es ΔS=Q/T, donde Q es el
calor intercambiado en el proceso. La entropía del universo siempre aumenta en un proceso espontáneo.
La entropía puede disminuir localmente en la formación de estructuras ordenadas (como en los
procesos biológicos), sólo si la entropía de otras partes del universo aumenta una cantidad igual o mayor.
La entalpía (H) es la energía química de enlace entre productos y reactantes. Se mide en cal/mol o
J/mol.
Si Hprod - Hreact= negativo, entonces la reacción es exotérmica.
Si Hprod - Hreact= positivo, entonces la reacción es endotérmica.
La energía libre de Gibbs (G) es la cantidad de energía capaz de realizar trabajo a T y P constantes. Se
mide en cal/mol o j/mol.
Si Gprod - Greact= negativo, entonces la reacción es exergónica y espontánea.
Si Gprod - Greact= positivo, entonces la reacción es endergónica, y no es espontánea.
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 13
El ΔG de una reacción es la diferencia de la energía libre de los productos menos la de los reactivos. Es
una función de estado, por lo que sólo importa el valor inicial y final.
∆𝐺°' = ∆𝐻
𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎
− 𝑇∆𝑆
𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎
El ΔG°’ es el cambio de energía libre a 298 K, 1 atm, pH 7, y cuando las concentraciones de todos los
compuestos, excepto los protones, son de 1 M.
La variación de la energía libre estándar de una reacción es una forma matemática de expresar la
constante de equilibrio:
∆𝐺°' = − 𝑅 × 𝑇 × 𝑙𝑛 𝐾'
𝑒𝑞
Entonces, si ΔG es negativo, sabemos que la reacción tiende a la formación de productos. Si ΔG es 0, la
reacción se encuentra en equilibrio, y si ΔG es positivo, la reacción tiende a la formación de los reactivos
Para calcular las reacciones de energía libre en condiciones reales se utiliza:
∆𝐺' = ∆𝐺°' + 𝑅𝑇𝑙𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑜𝑠
R es la constante de los gases (1,987cal/mol K).
Los valores de ΔG°’ secuenciales son aditivos. Es decir, que si una reacción es primero A→B, y luego
B→C, es igual a A→C, y los ΔG°’ de ambas reacciones se suman.
Gradiente de concentración
Una célula a menudo acumula sustancias en mayores concentraciones que las que existen en el
entorno. En consecuencia, las células deben transportar estas sustancias en contra de un gradiente de
concentración. Dado que esta reacción no involucra la formación ni ruptura de enlaces covalentes, y que no se
libera ni toma calor, entonces el ΔG°’ = 0.
Por lo tanto,
∆𝐺' = ∆𝐺°' + 𝑅 𝑇 𝑙𝑛 𝐶 = 𝑅 𝑇 𝑙𝑛 ( 𝐶2𝐶1 )
C2 es la concentración inicial de la sustancia en el interior de la célula y C1 es su concentración fuera de
la misma. Si la relación de C2/C1 es 10, entonces a 25°C la ecuación se traduce a ΔG°’ = 1,36 kcal por mol de
sustancia transportada. Esto comprueba que el transporte no ocurre de manera espontánea, y requiere un
aporte de energía que normalmente proviene de la hidrólisis del ATP.
-05-
Enzimas I
Una enzima es una proteína con propiedades catalíticas, susceptible de ser regulada, y que presenta
un alto grado de especificidad. Son efectivas en cantidades pequeñas, ya que no sufren modificaciones al final
de la reacción. No afectan la posición del equilibrio de la reacción que catalizan, sino que ayudan a que se
llegue más rápidamente al equilibrio.
Para que ocurra una reacción química debe producirse con un ΔG negativo, y a una velocidad
adecuada. Para que esto ocurra, es necesario que las moléculas del sistema estén en el estado activado, para
lo que requieren cierta energía adicional. Esta energía adicional se denomina energía de activación (Ea).
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 14
Una vez que se llega al estado activado, el sistema reaccione de manera que se recupera la energía de
activación, liberándose la ΔG propia del sistema. Las enzimas disminuyen la energía de activación,
aumentando la velocidad de la reacción.
La acción catalítica de las enzimas depende de su estructura terciaria tridimensional, que también hace
que la enzima sea específica para el sustrato sobre el que actúa. La unión enzima-sustrato se produce
mediante fuerzas intermoleculares débiles, en una zona de la enzima denominada centro activo. Este centro
contiene grupos laterales de aminoácidos capaces de combinarse con diferentes partes de la molécula del
sustrato, denominados sitios de unión. También tiene grupos laterales responsables de la actividad catalítica,
denominados sitios catalíticos.
Algunas enzimas dependen de estructuras no proteicas, denominadas cofactores, que pueden ser un
ión metálico o una molécula orgánica compleja, una coenzima. El complejo enzima-cofactor se denomina
holoenzima, y, cuando se separa del cofactor, la proteína restante (que por sí sola es inactiva), se denomina
apoenzima.
Algunas coenzimas están unidas fuertemente a la molécula de la enzima, y entonces se denominan
grupos prostéticos.
Todas las enzimas tienen un rango de temperaturas a la cual la velocidad de la reacción catalizada es
máxima, que se denomina temperatura óptima. Lo mismo ocurre con el pH.
Para estudiar una enzima se mide primero la reacción que cataliza, y se van variando las
concentraciones de sustratos y de enzima, midiendo la velocidad de la reacción. La cantidad de enzimas se
mide en unidades internacionales (UI) = µmol/min o Katal = mol/seg. También se puede utilizar la actividad
específica = UI/mg. Recordemos que la velocidad se mide V= ΔP/Δt (P es producto).
Cuando aumenta la cantidad de sustrato y se mantiene la concentración de la enzima, aumenta la
velocidad inicial de una reacción, pero no la velocidad máxima, ya que en cierto punto las enzimas se saturan.
ECUACIÓN DE MICHAELIS-MENTEN:
𝑉
0
=
𝑉
𝑚á𝑥
×[𝑆]
𝐾
𝑚
+[𝑆]
Km es la constante de Michaelis, que depende del sustrato, y es
independiente de la concentración de la enzima. Es la concentración del
sustrato para la cual la velocidad de la reacción es la mitad de la
velocidad máxima. Se considera una medida inversa de la afinidad de la
enzima por el sustrato, es decir, cuanto menor es el valor de Km, mayor
será la afinidad de la enzima por el sustrato.
Para obtener los valores de Km y Vmáx de una enzima se debe
calcular la V0 para diferentes concentraciones de sustrato.
ECUACIÓN DE LINEWEAVER-BURK:
1
𝑉
0
=
𝐾
𝑚
𝑉
𝑚á𝑥
× 1[𝑆] +
1
𝑉
𝑚á𝑥
Es la inversa de Michaelis-Menten. Da como resultado una
ecuación lineal (Y=mX+B). La intersección de la recta con el eje Y es igual
a 1/Vmáx, mientras que la intersección de la recta con el eje X es igual a
-1/Km. La pendiente es el valor de Km/Vmáx.
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 15
Esta ecuación se utiliza si se desean determinar de manera precisa los parámetros cinéticos.
Determinación de proteínas totales
Existen muchos métodos para medir la concentración de proteínas totales en muestras biológicas.
Algunos se basan en la capacidad de las proteínas para absorber luz ultravioleta, donde la cantidad de luz
absorbida es directamente proporcional a la especie absorbente. Otros métodos se basan en generar,
mediante reactivos específicos, un producto coloreado.
Electroforesis
Es una técnica para la separación de moléculas según la movilidad de éstas en un campo eléctrico.Las
proteínas suelen tener carga neta, por lo que si se aplica un campo eléctrico, éstas migran a una velocidad que
dependerá de su carga neta, forma y peso molecular.
Para separar una mezcla de proteínas, se utiliza un soporte de geles de poliacrilamida. Son geles
químicamente inertes y se preparan fácilmente por polimerización de monómeros de acrilamida. El polímero
forma una red porosa que actúa como un tamiz, permitiendo la separación de las moléculas.
Las electroforesis desnaturalizantes son en las que se somete a las proteínas a la migración causando
una pérdida de la estructura tridimensional de la proteína, por lo que la migración es proporcional al tamaño
de la molécula pero no a su forma ni a su carga. El agente desnaturalizante más empleado es el dodecilsulfato
de sodio (SDS).
La electroforesis nativa es aquella en la que se somete a las proteínas a migración sin
desnaturalización. Las proteínas migran en función de su carga, tamaño y forma.
SDS-PAGE (ELECTROFORESIS EN GEL DE POLIACRILAMIDA CON DODECILSULFATO SÓDICO)
Es la electroforesis de proteínas más ampliamente usada. La mezcla de proteínas se disuelve primero
en un medio que contiene dodecilsulfato de sodio (SDS), que se une a las proteínas y rompe todas las
interacciones no covalentes.
El SDS se une en una relación de una molécula de SDS por cada dos aminoácidos de la cadena. Esta
unión desnaturaliza a la proteína, y le confiere una carga neta negativa, haciendo que todas las proteínas
migren hacia el ánodo.
En estas condiciones, las proteínas migran dependiendo solamente de su tamaño. Las proteínas más
pequeñas (de menor peso molecular) se desplazan más fácilmente, en tanto que las más grandes quedan más
retrasadas.
Western Blot
Es una técnica que sirve para identificar proteínas específicas en una mezcla compleja de proteínas. La
técnica consiste en tres etapas: separación de proteínas por tamaño, transferencia a un soporte sólido, y
visualización mediante la marcación de proteínas (con el uso de anticuerpos).
1) Luego de una electroforesis, se transfiere las proteínas a una membrana sintética, aplicando un
campo eléctrico, sobre las que quedan inmovilizadas. Al estar fijadas, son más rápidas de teñir y desteñir, se
detectan cantidades menores de proteínas (ya que se concentran en la superficie), y los anticuerpos utilizados
en la detección tienen mejor acceso a las proteínas.
2) Para prevenir la unión inespecífica de los anticuerpos a la membrana, se satura a la membrana con
una alta concentración de proteínas. Se utilizan soluciones de leche descremada o soluciones de albúmina del
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 16
suero (generalmente bovino). La membrana se incuba durante un determinado tiempo en esta solución y
luego se continúa al siguiente paso.
3) Una vez lavado el exceso de la solución de alta concentración de proteínas, se incuba a la membrana
con anticuerpos específicos primarios, que se unen a la proteína a detectar. Luego de un tiempo, se sumerge
la membrana en una solución buffer.
4) Luego, se incuba a la membrana con anticuerpos secundarios, capaces de reconocer al primer
anticuerpo, y se lava exhaustivamente para eliminar el excedente.
5) Existen dos grandes grupos de marcadores empleados en el Western Blot:
1. Enzimas unidas covalentemente al anticuerpo secundario: Se utilizan enzimas que catalizan una
reacción, en la que se forma un precipitado coloreado o se emite luz. Normalmente, el anticuerpo
secundario se encuentra fusionado con la enzima cuando es agregado. Luego de los lavados se realiza
una incubación de la membrana con los sustratos necesarios para que se desarrolle la reacción. En el
caso de una reacción que emite luz, luego de la incubación con los sustratos, la membrana se lava y se
pone en contacto con una placa radiográfica.
2. Radioquímicos que emiten radiaciones ionizantes: Se utilizan anticuerpos secundarios marcados
radioactivamente. Luego de los lavados, la membrana se expone a una película radiográfica. El átomo
radiactivo emite radiación que impresiona la placa, generando una banda oscura en el lugar donde la
proteína se unió a los anticuerpos.
Proteínas plasmáticas
Las proteínas se encuentran en el plasma humano en una concentración media de 7,2 g/100 ml, y
representa la mayor parte de los sólidos del mismo. La técnica más común para la separación de proteínas del
suero es la electroforesis, con un soporte de acetato de celulosa. Una vez separadas, las bandas de proteínas
son visualizadas mediante tinción con un colorante para proteínas.
Utilizando esta técnica se separan las proteínas séricas en 6 bandas principales: prealbúmina,
albúmina, y globulinas ⍺1, ⍺2, , y 𝛾. Si el soporte es agarosa, se puede separar la banda en 1 y 2.
PREALBÚMINA
● Valor normal: 0,3 g/100 ml
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 17
Esta banda incluye a la transtiretina (transportadora de T4 y T3). Su visualización depende de que todas
las condiciones técnicas sean las óptimas. La presencia de esta banda no se informa. Si se encuentra
disminuida, es un marcador del estado nutricional o reacción inflamatoria.
ALBÚMINA
● Valor normal: 3,5-5,0 g/100 ml.
Es la proteína más pequeña y con mayor número de grupos cargados negativamente, por lo que migra
con rapidez. Es una banda homogénea, y es un reactante de fase aguda negativo (RFA-), es decir, en todos los
estados infecciosos agudos está disminuida. Cuando está disminuida se puede tratar de una malnutrición,
enfermedad hepática severa.
⍺1-GLOBULINA
● Valor normal: 0,1-0,3 g/100 ml
Es una banda integrada principalmente por ⍺1-antitripsina, glucoproteína ácida ⍺1, transcortina y
globulina fijadora de tiroxina. Un aumento o disminución de esta banda se debe a un aumento o disminución
de ⍺1-antitripsina, el inhibidor biológico de las enzimas proteolíticas de los lisosomas. Es un reactante de fase
aguda positivo (RFA+), es decir, aumenta con los estados infecciosos agudos. Disminuye en casos de
malnutrición, o enfermedad hepática severa.
La glucoproteína ácida 1 inhibe a la progesterona, es un RFA+.
⍺2-GLOBULINA
● Valor normal: 0,5-0,75 g/100 ml.
Está integrada por haptoglobina ⍺2-macroglobulina y ceruloplasmina. La haptoglobina capta
hemoglobina, e impide que la Hb liberada por hemólisis sea excretada por orina, evitando así su efecto tóxico.
Es un reactante de fase aguda positivo.
La ⍺2-macroglobulina está aumentada en el embarazo y en niños, y la ceruloplasmina participa en el
metabolismo del hierro y del Cu++, y es un RFA+.
-GLOBULINAS
● Valor normal: 0,6-1,1 g/100 ml.
La 1-globulina incluye a la transferrina y la hemopexina. La 2-globulina incluye a C3. La transferrina
es una proteína que fija hierro, y es RFA-. Siempre que disminuya la albúmina, disminuye 1 (excepto en el
embarazo), por disminución de la transferrina.
La C3 es un RFA+, y disminuye en enfermedades autoinmunes.
𝛾-GLOBULINAS
Es una zona heterogénea. Si la muestra es en plasma, aparece una banda homogénea que corresponde
al fibrinógeno (esto es una interferencia y debe pedirse una nueva muestra).
Está constituida mayoritariamente por inmunoglobulinas, e incluye: IgG, IgA, IgM, IgD, e IgE.
Una reacción de fase aguda es un cambio en la síntesis hepática de proteínas plasmáticas como
consecuencia de la regulación de genes, inducida por citoquinas inflamatorias. Proteinograma:
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 18
-06-
Inhibidores de la actividad enzimática
Los inhibidores pueden clasificarse en dos grupos:
1. Irreversibles
2. Reversibles
a. Competitivos
b. No competitivos
En los inhibidores irreversibles, la enzima no recobra su actividad cuando se remueve el inhibidor, que
generalmente modifica o destruye algunos de los grupos esenciales del centro activo. Los inhibidores
reversibles permiten que la enzima recupere su actividad una vez que son removidos.
En la inhibición competitiva, el inhibidor se combina reversiblemente con la enzima en el sitio por elcual se debería unir el sustrato, impidiendo la formación del complejo enzima-sustrato. No modifica la
velocidad máxima de la reacción, ya que si se agrega suficiente sustrato, la concentración de inhibidor será
despreciable. Sin embargo, el Km si aumenta, porque la presencia del inhibidor hace que se necesite una mayor
cantidad de sustrato para saturar a la enzima.
En la inhibición no competitiva, el inhibidor se une con la enzima en otro sitio, por lo que la unión del
sustrato no es afectada, y se puede formar un complejo enzima-sustrato-inhibidor. Sin embargo, este complejo
es catalíticamente inactivo. En este caso disminuye el valor de la Vmáx, ya que el sistema se comporta como si la
concentración de la enzima hubiera disminuido. No se modifica el Km, porque la unión del sustrato a la enzima
no está alterada.
Enzimas alostéricas
Las enzimas alostéricas pueden reconocer selectivamente a uno o varios compuestos distintos del
sustrato, que la activan o inhiben, denominados moduladores alostéricos. Interaccionan con la enzima en un
sitio distinto al sustrato, en el sitio alostérico. La unión de un modulador al sitio alostérico produce una
alteración en la configuración espacial de la enzima, que se transmite al centro activo, modificándolo de
manera que la actividad de la enzima aumenta o disminuye.
Estas enzimas se clasifican en tres grupos:
1. Homotróficas: el mismo sustrato actúa como modulador, generalmente positivo.
2. Heterotróficas: Son moduladas positiva o negativamente por sustancias distintas del sustrato, para
cada una de las cuales la enzima posee un sitio específico de reconocimiento.
3. Homotróficas-heterotróficas: Responden a efectos regulatorios del mismo sustrato y a otros
moduladores.
Las enzimas alostéricas muestran una curva de tipo sigmoidal, no hiperbólica como las michaelianas.
En estas curvas, la mitad de la Vmáx no corresponde al Km, sino al K0.5.
Hay dos modelos que explican las interacciones de las enzimas alostéricas con los efectores o con el
sustrato. El modelo concertado simétrico expresa que las enzimas están compuestas por dos o más
subunidades idénticas, cada una con su propios sitios de unión para sustrato y efector. Cada subunidad puede
existir en dos estados conformacionales distintos: R, relajada, con alta afinidad por el sustrato y alta actividad,
o T, tensa, con baja afinidad por el sustrato y baja actividad. Que una subunidad se encuentre en estado
relajado causa que todas las demás también cambien su conformación a relajado. Los moduladores alostéricos
modifican, entonces, el estado de una subunidad de la enzima, cambiandola a R si es activador o T si es
inhibidor.
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 19
El modelo secuencial plantea que la unión del ligando a una de las subunidades de la enzima produce
un cambio conformacional de esa subunidad. Este cambio puede afectar la configuración de las subunidades
vecinas, aumentando o disminuyendo la afinidad por el sustrato, pero no es “todo o nada” como el modelo
concertado simétrico, sino que hay etapas intermedias. Por ejemplo una enzima puede tener 4 subunidades, 2
de las cuales se encuentren en estado R y dos en estado T.
Regulación enzimática
La disponibilidad de sustrato determina la mayor o menor velocidad de la reacción enzimática. Al
aumentar la concentración de sustrato en la célula, aumenta su utilización y viceversa.
Muchas enzimas son reguladas por el agregado o sustracción de grupos unidos covalentemente a la
misma. La regulación covalente más frecuente se realiza por modificación de los residuos de tirosina, serina
y/o treonina de las enzimas, agregando o sustrayendo grupos fosfatos. Las enzimas reguladas por fosforilación
pueden aumentar su actividad o reducirla.
La modulación alostérica es un mecanismo de regulación enzimática, pero ya se describió
anteriormente.
La inducción o represión de la síntesis de la enzima implica el control de la síntesis de las enzimas
regulatorias involucradas en una vía metabólica. Una inducción enzimática aumenta la velocidad de
producción de una dada enzima, y por lo tanto su concentración celular, mientras que una represión la
disminuye.
Enzimas séricas
Las enzimas séricas que se detectan en plasma pueden tener o no función en ese medio, y por lo tanto,
se clasifican como funcionales o no funcionales, respectivamente.
ENZIMAS FUNCIONALES DEL PLASMA
Tienen una función definida y específica en el plasma. Su concentración plasmática es equivalente o
mayor que la del tejido donde se producen. A este grupo pertenecen las enzimas que intervienen en la
coagulación,y la seudocolinesterasa, ceruloplasmina, lipoproteinlipasa, y lecitin-colesterolacil transferasa.
ENZIMAS NO FUNCIONALES DEL PLASMA
No tienen una función conocida en el plasma, ya sea porque no tienen una cantidad necesaria de
sustratos, cofactores o activadores a nivel plasmático, o porque su concentración es considerablemente menor
que los niveles tisulares. Su presencia en plasma en niveles más altos de lo normal sugiere un aumento en la
velocidad de destrucción celular y tisular. Pueden dividirse en dos grupos:
Las enzimas de secreción se producen en glándulas exócrinas, como páncreas y próstata, así como en
tejidos como mucosa gástrica y hueso. En los adenocarcinomas y osteosarcomas se observa un aumento
importante de la actividad plasmática de las fosfatasas ácida y alcalina.
Las enzimas que participan en el metabolismo intermedio tienen una concentración tisular miles de
veces más alta que en el plasma. Una lesión tisular puede llevar a un aumento en la permeabilidad de la
membrana plasmática, y por lo tanto, una liberación a la circulación general de las enzimas del tejido.
Enzima Órgano o enfermedad de interés
Fosfatasa ácida Carcinoma de próstata
Fosfatasa alcalina Enfermedades hepáticas, vesicales y
óseas
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 20
Amilasa Enfermedades pancreáticas
Transaminasa glutámico-pirúvico (GPT o ALAT) Enfermedades hepáticas
Transaminasa glutámico-oxalacético (GOT o ASAT) Hepatopatías y cardiopatías
Lactato deshidrogenasa (LDH) Hígado, corazón y eritrocito
Creatinquinasa (CK o CPK) Corazón, músculo y cerebro
5’ nucleotidasa y aldolasa (ALS) Hepatopatías
𝛾-glutamiltranspeptidasa (𝛾-GT) Hepatopatías
Aldolasa Músculo, corazón
Arginasa Hepatopatías
Elastasa Enfermedades del colágeno
Seudocolinesterasa Hígado (intoxicaciones)
Plasmina Coagulopatías
Lipasa Páncreas
Troponina T e I Corazón
Distribución tisular de las enzimas
Las isoenzimas son enzimas que tienen una secuencia de aminoácidos diferentes pero que catalizan la
misma reacción. Tienen diferentes propiedades físicas y químicas, y suelen mostrar diferentes parámetros
cinéticos.
Las diferencias en el contenido enzimático son cuantitativas: las mismas enzimas están presentes en
diversos tejidos, pero varían sus cantidades. El mapa enzimático tisular está constituido por la cantidad de
cada una de las distintas enzimas que contienen todas las células de un determinado órgano. Esto se ve
reflejado en un mapa enzimático sérico, es decir, la presencia en suero de las enzimas presentes en un
órgano.
Para medir las enzimas séricas se utiliza la información ya conocida de la reacción catalizada por la
enzima, su requerimiento de cofactores, y algunas propiedades de alguno de los sustratos o productos de
reacción.
Por ejemplo, la lactato deshidrogenasa (LDH) cataliza la reducción de piruvato a lactato, con oxidación
de NADH a NAD+. Participa en el metabolismo energético anaerobio. El NADH absorbe luz en el rango
ultravioleta. La reacción se inicia, y utilizando un espectrofotómetro se mide la disminución de absorbancia de
luz ultravioleta, indicando el consumo de NADH. La velocidad es proporcional a la cantidad de LDH presente.
En procesos inflamatorios, aparecen en el plasma enzimas de bajo e intermedio peso molecular.
El nivel de enzimas en el suero que se observa en una lesión es generalmente proporcionala la
magnitud de la membrana celular afectada. En los daños celulares mínimos, primero pasan a la sangre las
enzimas citoplasmáticas, y en caso de daño extenso, también lo hacen las enzimas localizadas en las
membranas de las organelas.
Una vez en el plasma, la actividad de las diversas enzimas decrece. A esto se lo denomina vida media.
Comparadas con otras proteínas del suero, las enzimas séricas poseen un tiempo de vida media muy corto.
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 21
La eliminación renal de las enzimas séricas se cumple para aquellas de bajo peso molecular, como la
amilasa y algunas fosfatasas. La inactivación sérica se da mediante inactivadores o inhibidores, por ejemplo
para la tripsina y quimiotripsina. Para algunas enzimas existe recaptación por parte de los tejidos que las
liberaron, al restablecerse fisiológicamente.
Para determinar la localización del lugar de la lesión utilizando las enzimas séricas existen tres
métodos:
1. Medida de enzimas específicas de órgano: Las enzimas específicas de órgano son las que presentan
actividad relativamente alta en un determinado órgano o tejido. Por lo tanto, sus niveles séricos
aumentados indican con seguridad una lesión en este órgano.
2. Determinación de isoenzimas: Es más costosa que la medida de la actividad total de una enzima. Solo
se emplea en casos particulares, y se mide la actividad de varias isoenzimas.
3. Mapas enzimáticos: Se consideran los valores de diferentes enzimas en términos relativos. Así, un
cociente GPT/GOT mayor que uno es altamente indicativo de una lesión hepática.
-07-
Glucólisis
La glucólisis es el proceso a través del cual la glucosa se oxida a piruvato. La transformación a piruvato
no requiere de O2, y ocurre en el citosol. Si la célula tiene mitocondrias, y hay suficiente disponibilidad de
oxígeno, el piruvato pasa a la mitocondria y sufre una oxidación descarboxilativa, por la cual se transforma en
Acetil-CoA (que pasa al ciclo de Krebs).
𝐷 − 𝑔𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎 + 2 𝑃𝑖 + 2 𝐴𝐷𝑃 + 2 𝑁𝐴𝐷+ → 2 𝑃𝑖𝑟𝑢𝑣𝑎𝑡𝑜 + 2 𝑁𝐴𝐷𝐻 + 2 𝐻+ + 2 𝐴𝑇𝑃 + 2 𝐻
2
𝑂
La glucólisis puede dividirse en dos fases: la primera es preparativa, se gasta ATP para luego conseguir
una mayor cantidad de energía; y la segunda, que es de ganancia, donde se sintetiza ATP.
FOSFORILACIÓN DE LA GLUCOSA
Se transfiere un fosfato, proveniente de un ATP, al oxhidrilo del carbono 6 de la glucosa (unión
fosfoéster), formando glucosa-6-P. Mediante este proceso se evita que la glucosa salga de la célula por los
transportadores GLUT. Las enzimas que catalizan esta reacción son la glucoquinasa y la hexoquinasa.
La glucoquinasa tiene un KM alto, se encuentra en el hígado y células β pancreáticas, y es inducida por
insulina. La hexoquinasa tiene un KM bajo, se encuentra en la mayoría de los tejidos, y está inhibida por
glucosa-6-P. Además, la hexoquinasa puede fosforilar fructosa.
ISOMERIZACIÓN DE LA GLUCOSA-6-P
La fosfoglucoisomerasa convierte a la glucosa-6-P en fructosa-6-P. Es una reacción reversible.
FOSFORILACIÓN DE LA FRUCTOSA-6-P
Es una reacción irreversible, llevada a cabo por la fosfofructoquinasa I. Transfiere un grupo fosfato
proveniente de un ATP al carbono 1 de la fructosa-6-P, formando fructosa 1,6-biP. Este es el principal paso
regulable de la glucólisis. La fosfofructoquinasa I es inhibida alostéricamente por ATP, H+ y citrato; y activada
alostéricamente por AMP, ADP y fructosa 2,6 biP. Además, es inducida a largo plazo por insulina.
La fructosa-6-P puede también ser sustrato de la fosfofructoquinasa II, que cataliza una reacción
reversible, donde se fosforila el carbono 2 de la fructosa-6-P y forma fructosa 2,6 biP, con gasto de ATP. Esta
reacción no es parte de la vía glucolítica. La PFK2 tiene regulación similar a la PFK1: estimulada por AMP o
ADP, e inhibida por fosfoenolpiruvato y citrato. No es afectada por la concentración de ATP. El glucagón y la
fosforilación la inhiben.
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 22
FORMACIÓN DE TRIOSAS FOSFATO
Se rompe a la fructosa 1,6 biP en dos triosas fosfato. Esta reacción es reversible, catalizada por la
enzima aldolasa. Se forman dihidroxiacetona-P (DHAP) y gliceraldehído-3-P (G3P).
INTERCONVERSIÓN DE TRIOSAS
La triosa fosfato isomerasa cataliza una reacción reversible en el que DHAP se transforma en G3P.
OXIDACIÓN DEL GLICERALDEHÍDO-3-P
El gliceraldehído-3-P se oxida a carboxilo y se une a un ácido fosfórico, formando 1,3 Bi-P glicerato. Es
una reacción reversible, catalizada por la gliceraldehído-3-P deshidrogenasa, que requiere la reducción de NAD
a NADH + H+.
FORMACIÓN DE ATP A PARTIR DE 1,3 DI-P GLICERATO
Se hidroliza en enlace anhídrido, y la energía liberada se utiliza para formar un ATP. El restante es 3-P
Glicerato. Es una reacción reversible, catalizada por la fosfoglicerato quinasa.
En eritrocitos, el 1,3 di-P glicerato es sustrato también de la fosfoglicerato mutasa, que lo transforma a
2,3 Bi-P glicerato. Luego, la 2,3 difosfoglicerato fosfatasa, lo convierte a 3-P-glicerato, liberando Pi (no ATP). El
3-P-glicerato es metabolizado a lactato (los eritrocitos no tienen mitocondrias).
CONVERSIÓN DE 3-P-GLICERATO A 2-P-GLICERATO
La fosfoglicerato mutasa transloca al grupo fosfato del carbono 3 al carbono 2, formando 2-P-Glicerato.
FORMACIÓN DE P-ENOLPIRUVATO
El 2-P glicerato se deshidrata a P enolpiruvato, reacción reversible catalizada por la enolasa.
FORMACIÓN DEL PIRUVATO
La piruvato quinasa cataliza la reacción irreversible, en la que se libera el grupo fosfato del fosfoenol, y
se utiliza esa energía para formar ATP. La molécula resultante es el piruvato.
La piruvato quinasa está inhibida alostéricamente por ATP y alanina; y activado alostéricamente por la
fructosa 1,6 biP (intermediario de la glucólisis).
Gluconeogénesis
Los tejidos gluconeogénicos son fundamentalmente el hígado y el riñón. La glucosa puede ser generada
a partir de glicerol, lactato y aminoácidos glucogénicos.En el ayuno y en el ejercicio, el lactato es captado por
el hígado y convertido en glucosa. El glicerol liberado por la hidrólisis de triglicéridos llega al hígado y es
convertido en glucosa, pero los ácidos grasos no son sustratos gluconeogénicos.
Las enzimas de las reacciones de la gluconeogénesis son las mismas que en la glucólisis, excepto en las
etapas irreversibles. Son las reacciones catalizadas por la glucoquinasa, fosfofructoquinasa 1 y piruvato
quinasa (pasos 1, 3 y 10).
1-CONVERSIÓN DE PIRUVATO A FOSFOENOLPIRUVATO
Este proceso requiere la participación de dos enzimas, en dos reacciones conjuntas. La piruvato
carboxilasa, cataliza la conversión de piruvato a oxalacetato en la matriz mitocondrial. Esta reacción requiere
ATP, y como cofactor a la biotina, una vitamina del complejo B. La piruvato carboxilasa es estimulada por
acetil-CoA.La otra reacción ocurre en el citosol, catalizada por la enzima fosfoenolpiruvato carboxiquinasa
(PEPCK). Esta enzima puede ser inducida por glucocorticoides y glucagón.
En la glucólisis, este paso produce un mol de ATP/mol de piruvato. La reversión de este paso en la vía
gluconeogénica implica un costo equivalente a la hidrólisis de dos moles de ATP/mol de piruvato (1 ATP y 1
GTP).
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 23
2-FORMACIÓN DE FRUCTOSA-6-P
Es una reacción catalizada por la enzima fructosa-1,6-bifosfatasa, que hidroliza el éster fosfórico del
carbono 1 de la fructosa 1,6-bifosfato. La actividad de esta enzima es inhibida por AMP y fructosa-2,6 bifosfato
(que activan a la fosfofructoquinasa 1). El producto es la fructosa-6-fosfato.
3-PRODUCCIÓN DE GLUCOSA
La enzima glucosa-6-fosfatasa hidroliza el éster fosfórico de la glucosa-6-fosfato. Los productos de la
reacción son Pi y glucosa. Esta enzima está presente en el hígado, riñón e intestino, lo que les permite proveer
glucosa a la sangre.
La síntesis de glucosa a partir de piruvato tiene entonces la siguiente ecuación:
2 𝑃𝑖𝑟𝑢𝑣𝑎𝑡𝑜 + 4 𝐴𝑇𝑃 + 2 𝐺𝑇𝑃 + 2 𝑁𝐴𝐷𝐻+ 6 𝐻
2
𝑂 → 𝐺𝑙𝑢𝑐𝑜𝑠𝑎 + 4 𝐴𝐷𝑃 + 2 𝐺𝐷𝑃 + 6 𝑃𝑖 + 2 𝑁𝐴𝐷+ + 2 𝐻
Se utilizan seis enlaces fosfato de alta energía en la síntesis de glucosa, mientras que en la glucólisis
solamente dos moles de ATP son generados por la conversión de un mol de glucosa en piruvato.
Vía de las pentosas
Esta vía tiene dos funciones importantes: genera NADPH para las síntesis reductoras y ribosa-5-P para
la síntesis de nucleótidos. Genera el poder reductor para disminuir la peroxidación lipídica, y genera sustratos
de la HMG-CoA reductasa. Es más activa en los tejidos esteroidogénicos, adiposo y glándula mamaria, que
realizan síntesis dependientes de NADPH. También es importante en el eritrocito, donde el NADPH mantiene
el hierro de la hemoglobina en estado ferroso.
La primera reacción de la vía involucra la oxidación de la glucosa-6-fosfato por la glucosa-6-fosfato
deshidrogenasa. Esta enzima es inducida por insulina. El resultado es el 6-fosfogluconolactona.
Una hidrolasa luego la convierte en 6-fosfogluconato. Una nueva oxidación dependiente de NADP+
convierte el 6-fosfogluconato en ribulosa-5-P (pentosa). A partir de la ribulosa se forman dos isómeros:
ribosa-5-P y xilulosa-5-P, los cuales reaccionan entre sí en una serie de reacciones, cuyo resultado es la
formación de intermediarios de la glucólisis.
Se forman dos moles de NADPH y un mol de ribosa-5-P por cada mol de glucosa-6-fosfato oxidado.
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 24
Diabetes mellitus
Es un trastorno metabólico de múltiples etiologías, donde hay un conjunto de alteraciones del
metabolismo de los carbohidratos, grasas y proteínas por un defecto vinculado a la insulina. Se caracteriza por
una hiperglucemia crónica, y los síntomas clásicos son polifagia, poliuria y polidipsia.
Para el diagnóstico de la diabetes se debe cumplir alguna de las siguientes situaciones:
1. Síntomas de diabetes más una glucemia al azar, medida en plasma venoso, que sea igual o mayor a 200
mg/dl.
2. Glucemia en ayuno (≥8 horas), medida en plasma venoso, que sea igual o mayor a 126 mg/dl. Se debe
repetir el test.
3. Glucemia igual o mayor a 200 mg/dl dos horas después de una carga de 75 g de glucosa, durante un
test de tolerancia oral a la glucosa. Se debe repetir el test.
En una persona asintomática, es esencial tener al menos un resultado adicional de glucemia, igual o
mayor a las cifras en los casos 2 y 3.
Los valores de glucemia en ayuno normales son entre 65 y 100 mg/dl. La glucemia alterada en ayuno
tiene valores ≥ 100 y < 126 mg/dl.
El Test de Tolerancia Oral a la Glucosa (TTOG) es una prueba funcional pancreática que evalúa la
respuesta del páncreas (evaluada como modificación de la glucemia), frente a una sobrecarga de glucosa en
un lapso de dos horas. Se recomienda a individuos con glucemia alterada en ayuno, mujeres con antecedentes
de diabetes gestacional, individuos con hipertrigliceridemia, obesos, con antecedentes familiares de diabetes,
o mujeres con abortos espontaneos repetidos.
Para la realización de este test, la persona debe ingerir 75 gramos de glucosa diluidos en 300 ml de
agua, a temperatura ambiente, en un período no mayor de cinco minutos. Además, debe tener ayuno de 8 a
14 horas, evitar restricciones en la dieta durante los tres días precedentes y cambios en la actividad física
habitual. Los valores pueden resultar modificados si el paciente está infectado con VIH, o consume
medicamentos que puedan alterar los valores de glucemia. En niños, la carga de glucosa se calcula como 1,75
g de glucosa por kg de peso, sin exceder los 75 g en total.
La prueba se considera normal si el valor de glucemia a las 2 horas es < 140 mg/dl. En cambio, si se
encuentra entre 140-199 mg/dl, se considera que el paciente presenta Tolerancia Alterada a la Glucosa (TAG).
Si el valor es ≥200 mg/dl, se repite la prueba en una semana, y si el valor persiste, se diagnostica diabetes.
Proteínas glicosiladas
Los carbohidratos de la sangre pueden reaccionar con las proteínas sanguíneas. Se denomina
glicosilación de las proteínas a la transformación reversible de las proteínas con una base de Schiff (aldimina),
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 25
por el acoplamiento no enzimático de la glucosa. La reacción progresa hacia la formación de una cetoamina,
por un reagrupamiento irreversible. Los productos formados a partir de la glicosilación se denominan
productos tempranos de glicosilación, y son susceptibles a la oxidación, generando productos de glicosilación
avanzados (AGEs), que se relacionan con el desarrollo de las complicaciones diabéticas.
La proteína permanecerá glicosilada hasta que sea eliminada de la sangre. Por lo general, la vida media
de las proteínas no se ve afectada por el grado de glicosilación no enzimática.
Cuando los niveles de glucosa en sangre se incrementan por un período prolongado, el grado de
glicosilación de las proteínas también lo hace. Por lo tanto, en un paciente diabético sin tratamiento, los
niveles de proteínas glicosiladas estarán incrementados.
HEMOGLOBINA GLICOSILADA
Representa al grupo de hemoglobinas que sufrieron glicosilación de diferentes azúcares, en sus
diferentes grupos aminos. La HbA es la principal hemoglobina del adulto. La HbA1 es producto de reacción
entre un hidrato de carbono y la valina N-terminal de las cadenas de la hemoglobina. Esta modificación
ocurre normalmente, y se produce en los glóbulos rojos circundantes.
Dependiendo de los distintos azúcares que se unan al extremo N-terminal, las Hb se subdividen en
HbA1a1, HbA1a2, HbA1b y HbA1c. La glicosilación es una reacción lenta, no enzimática, espontánea, que depende
de la duración de la exposición de la proteína a valores de glucemia mayores a los fisiológicos.
Los valores de referencia en pacientes no diabéticos deben ser menores al 6%. Como la vida media de
los glóbulos rojos es de 120 días, el nivel de Hb glicosilada es directamente proporcional a la concentración de
la glucosa en sangre durante los 2 o 3 meses previos al análisis.
PROTEÍNAS SÉRICAS GLICOSILADAS
La determinación de los niveles de albúmina glicosilada recibe el nombre de test de fructosamina. Esta
prueba da información sobre el control glucémico del paciente durante 2-3 semanas previas al análisis, ya que
la vida media de la albúmina es de 14-20 días.
El valor de referencia es 175-285 µmol/l. Es conveniente usar este test cuando no puede usarse el test
de hemoglobina glicosilada, o cuando se requiere un control más cercano.
Receptores hormonales
Los ligandos que por su tamaño y/o lipofilicidad no pueden atravesar la membrana plasmática,
transmiten la información mediante la transducción de la señal. Los receptores hormonales se unen a la
hormona de forma reversible, y tienen afinidad y especificidad por la hormona. Son saturables, es decir, un
número determinado de receptores unirá una cantidad definida de moléculas de ligando.
Los receptores se diferencian en si son intracelulares o de membrana. Los de membrana pueden ser
ionotrópicos, receptores con actividad tirosina quinasa, o acoplados a proteínas G.
Transducción de señales
PROTEÍNAS G
Las proteínas G triméricas constan de 3 subunidades: ⍺, , y 𝛾. Los receptores 7TMS funcionan
acoplados a una proteína G trimérica. La función de estas proteínas es unir nucleótidos de guanina, acción
llevada a cabo por la subunidad ⍺.
● Gs: Activa adenilil ciclasa y canales de Ca.
● Gi: Inhibe la adenilil ciclasa.
● Go: Activa canales de K, inactiva canales de Ca.
● Gt: activa PDE de GMP en bastones de la retina.
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 26
● Gq: Activa a la fosfolipasa C.
Cuando el ligando se une al receptor, este activa a la subunidad ⍺ de la proteína G, que tenía unida
GDP y ahora pasa a tener GTP. Las subunidades y 𝛾 se separan de la ⍺, dando lugar a la conformación activa
de la proteína G. A través de la proteína G se produce la activación del sistema efector, que genera los
segundos mensajeros.
Gs activa ala adenilil ciclasa, una enzima que cataliza la conversión de ATP a AMPc, liberando PPi. Para
regular los niveles intracelulares de AMPc, la fosfodiesterasa cataliza la hidrólisis del AMPc, a AMP. Un
receptor asociado a proteína Gs es el de glucagón.
Gq activa a la fosfolipasa C, que actúa sobre los fosfoglicéridos. Cuando actúa sobre el IP2, causa la
liberación de diacilglicerol e inositol trifosfato.
Los receptores adrenérgicos o noradrenérgicos son: ⍺1, asociado a proteínas Gq; ⍺2, asociado a
proteínas Gi; , asociados a proteínas Gs. El receptor de ACTH está asociado a proteína Gs.
PROTEÍNAS QUINASAS
Catalizan la transferencia de un grupo fosfato desde un ATP a una proteína. El aceptor del grupo fosfato
es un grupo hidroxilo de una serina o treonina (serina/treonina quinasa), o de una tirosina (tirosina quinasa).
PKA y PKC son proteínas quinasas. Ambas pertenecen al grupo de las Ser/Thr. PKA está formada por
cuatro subunidades, y su vinculación involucra a una proteína Gs. Se activa por AMPc. PKC está formada por
una única cadena polipeptídica, y su activación involucra una proteína Gq. Se activa por diacilglicerol y calcio.
Ante un aumento de AMPc, se activa PKA, que comienza a fosforilar subunidades de serina y treonina
en proteínas. Tiene dos subunidades regulatorias y dos catalíticas.
PKC se activa por aumento de diacilglicerol y calcio. Es una única cadena polipeptídica que, en su
estado inactivo, se encuentra plegada, mientras que en su estado activo, se despliega, lo que permite la acción
de la subunidad catalítica.
Las MAPK son s/t quinasas que se activan por fosforilación. Se activan cuando un ligando
desencadenan una cascada de fosforilaciones que fosforilan a la MAPK. Las MAPK fosforilan distintos
sustratos, entre ellos factores de transcripción (ERK: proliferación, supervivencia; JNK: apoptosis,
tumorigenicidad; p38: apoptosis, respuesta inflamatoria).
PROTEÍNAS FOSFATASAS
Las proteínas fosfatasas catalizan la desfosforilación de proteínas fosforiladas. Se libera Pi. Son Ser/Thr
fosfatasas o Tyr fosfatasas. PP1 es una Ser/Thr fosfatasa, compuesta por dos subunidades: una catalítica, y una
regulatoria variable. Es dependiente de Mg, y es inhibida por el inhibidor-1 y el inhibidor-2. Participa en la
regulación del metabolismo del glucógeno, de la contracción muscular, de la división celular y en canales
iónicos.
La fosforilación puede o no modificar la actividad de una proteína. El cambio en la actividad de una
proteína fosforilada generará una respuesta particular.
RECEPTORES TIPO RTK
Son receptores con actividad de tirosina quinasa. La unión del ligando promueve la dimerización, y la
fosforilación en tirosina del receptor. RTK se activa, y comienza a fosforilar la tirosina de otros sustratos,
transmitiendo así el mensaje.
Cuando IGF se une al receptor, el receptor se dimeriza, y ocurre fosforilación en tirosina. La ahora
fosfotirosina del receptor recluta a una proteína denominada Grb-2 (una proteína adaptadora, que tiene un
dominio SH2 que fosforila a otras proteínas), que interactúa con una proteína SOS, que a su vez interactúa con
una proteína G pequeña monomérica, denominada RAS. RAS se activa por un intercambio de GDP a GTP, y
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 27
conduce a una cascada de señalización que termina por activar a ERK, y conduce a la proliferación. Mutaciones
en el receptor de IGF llevan al desarrollo de cáncer.
La insulina es una hormona proteica, formada por dos cadenas (A, de 21 aminoácidos, y B, de 30
aminoácidos), unidas por dos puentes disulfuro.
El receptor de insulina está formado por 4 subunidades: 2 alfa y 2 beta. Las alfa se encuentra en el
espacio extracelular, unidas por puentes disulfuro. Las beta tiene actividad tirosina quinasa. Cuando la insulina
se une al receptor, este se autofosforila en tirosina, y adquiere la capacidad de fosforilar a otros sustratos. Uno
de estos sustratos es IRS-1, que, una vez fosforilado, une a varias proteínas que tienen dominios SH, como por
ejemplo a la PI3K. La fosfatidilinositol 3 kinasa (PI3K) fosforila inosítidos de la membrana, y cataliza la reacción
de fosfatidilinositol 4,5 bifosfato a fosfatidilinositol 3,4,5 trifosfato (PI3P). Los PI3P reclutan proteínas a la
membrana, que fosforilan AKT en residuos de serina y treonina. Esto activa a AKT, que fosforila y modula la
actividad de diferentes enzimas relacionadas con el metabolismo, la proliferación y muerte celular.
El receptor de insulina también activa la vía de señalización de ERK, como la IGF.
-08-
Estructura del glucógeno
El glucógeno es un polímero de glucosa con uniones alfa-1,4, y ramificaciones con uniones alfa-1,6. Por
cada diez uniones, nueve son alfa-1,4. Tiene múltiples extremos no reductores, y un solo extremo reductor
unido a una proteína denominada glucogenina.
La forma de cadena abierta de la glucosa tiene el grupo aldehído libre, el cual tiene la capacidad de
reducir a otros compuestos, como el ión cúprico. Cualquier azúcar con capacidad de reducir al ión cúprico se
denomina azúcar reductor. La cadena de glucógeno tiene un extremo con el carbono anomérico libre, por lo
que puede alternar entre su forma cíclica y de cadena abierta, y tiene la capacidad de reducir al ión cúprico,
denominado entonces extremo reductor.
El glucógeno en el hígado, tiene la función principal de mantener la glucemia en períodos de ayuno, de
hasta 12 o 24 hs. En el músculo, su función es aportar combustible para la contracción muscular, y en el resto
de las células, su función es generar ATP por glucólisis.
Glucogenogénesis - Síntesis de glucógeno
En estado de saciedad, en el hepatocito, la glucosa que ingresa por el transportador GLUT2 va a ser
fosforilada a glucosa-6-P (con gasto de ATP), por la enzima glucoquinasa. Luego, la fosfoglucomutasa, transloca
al grupo fosfato al carbono 1, formando glucosa-1-P. La glucosa-1-P se combina con un compuesto de alta
energía, el UTP, para formar UDP-Glucosa, reacción catalizada por la glucosa-1-P uridiltransferasa, y se libera
PPi. Esta reacción es irreversible y favorable energéticamente, ya que el PPi producido es hidrolizado a 2Pi por
la pirofosfatasa.
Para la formación de glucógeno a partir de UDP-glucosa intervienen dos enzimas: la glucógeno sintasa,
que cataliza el paso limitante de la síntesis de glucógeno; y la enzima ramificante. Ambas catalizan la
elongación y ramificación, respectivamente, de una molécula de glucógeno preexistente.
La glucógeno sintasa establece la unión de la glucosa de la UDP-glucosa con la cadena de glucógeno,
mediante una unión alfa-1,4, y se libera el UDP al que estaba unido. Este UDP es convertido a ATP mediante la
nucleósido difosfato quinasa, con gasto de ATP.
A partir de los once residuos de glucosa, la enzima ramificante comienza a catalizar la transferencia de
un segmento de 6 a 8 residuos de glucosa a una ramificación, estableciendo una unión alfa-1,6. Todas las
ramificaciones pueden ser sustrato de la glucógeno sintasa.
Para catalizar la síntesis de glucógeno de novo, se requiere la presencia de una proteína, la
glucogenina, que formará el primer o cebador.
Resumen de Bioquímica - Cátedra 1 | 1° parcial | 28
Glucogenólisis
El glucógeno se degrada por la acción combinada de dos enzimas: la glucógeno fosforilasa, y la enzima
desramificante. La glucógeno fosforilasa inicia su actividad en el extremo no reductor de una cadena, y libera
residuos de glucosa-1-P. Es una reacción de fosforólisis, donde se incorpora un grupo fosfato al carbono 1 del
último residuo de glucosa de la cadena.
La fosforilasa no puede actuar sobre los enlaces cuando la degradación está a cuatro unidades de un
punto de ramificación. Entonces, la enzima desramificante cataliza la remoción de estos cuatro residuos.
Primero remueve una unidad de 3 residuos de glucosa, y los agrega al final de otra cadena, mediante un
enlace alfa-1,4. El residuo que queda se hidroliza, y se libera como glucosa. Por lo tanto, por cada punto