BIOQUIMICA (BLOQUE 1)

La bioquímica se basa en el concepto de que todo ser vivo contiene carbono y en general las moléculas biológicas están compuestas principalmente de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre (CHONSP). Es la ciencia que estudia la mismísima base de la vida: las moléculas que componen las células y los tejidos, que catalizan las reacciones químicas de la digestión, la fotosíntesis y la inmunidad, entre otras.

Algunas recomendaciones para utilizar el SI (Sistema Internacional) en bioquímica:

PARA EXPRESAR CONCENTRACIONES* La concentración de sustancias cuya masa molecular se conoce se expresa en forma de cantidad de sustancia, es decir, en moles(o en submúltiplos como el milimol o el nanomol) por litro.

Ejemplo:Ácido úrico en el suero o plasma:Varones: 0.18 a 0.53 mmol/l.Mujeres: 0.15 a 0.45 mmol/l.Glucosa en el suero o plasma: 3.6 a 6.1 mmol/l.

* La concentración de sustancias cuya masa molecular se desconoce o es dudosa se expresa en kg/l, g/l, mg/l, etcétera.

Ejemplo:Proteína sérica total: 60 a 80 g/l.Albúmina sérica: 33 a 55 g/l.Globulina sérica: 20 a 36 g/l.

ALGUNOS MÉTODOS UTILIZADOS EN BIOQUÍMICA

Centrifugación:La acción de la fuerza centrífuga (fuerza necesaria paradesplazar hacia afuera un determinado peso en dirección radial) da como resultado que las partículas más pesadas se sedimenten más rápido que las partículas ligeras.

Potenciometría:La determinación cuantitativa de la concentración de lasmoléculas oxidantes y reductoras en una solución es el objeto de estudio de la potenciometría. En esta técnica se

determina el potencial eléctrico generado por la transferencia de electrones en una reacción redox en la cual estén involucradas las moléculas a estudiar.

Electroforesis:Una partícula coloidal o un ion provistos de carga eléctrica emigran hacia el ánodo o el cátodo bajo la influencia de un campo eléctrico externo.El empleo de fuerzas eléctricas para lograr esta separación se llama electroforesis y depende fundamentalmente de la carga y no de la masa molar de las partículas cargadas. Esta técnica se ha empleado en la separación de proteínas, péptidos, nucleótidos, ácidos orgánicos, etc.

SOLUCIONESUna solución es una mezcla homogénea de por lo menos dos componentes: una fase dispersa, que es el soluto (sustancia que se disuelve), y una dispersora que constituye el solvente o disolvente (la sustancia que disuelve al soluto) y que, generalmente, se encuentra en mayor proporción.

La solubilidad de un soluto en un solvente depende de lanaturaleza de éstos, de la temperatura y, en el caso de un gas, de la presión. La solubilidad generalmente está dada en gramos de soluto por 100 g de solvente.

Se llaman soluciones diluidas las que contienen unaproporción relativamente pequeña de soluto; se llamansoluciones concentradas las que contienen una gran cantidad de soluto. Sólo son posibles soluciones concentradas cuando el soluto es muy soluble.

Una solución saturada contiene la cantidad de solutodisuelto necesaria para la existencia de un equilibrio entre las moléculas disueltas y las moléculas en exceso que no están disueltas. Existe una solución sobresaturada cuando en la solución hay presente más soluto que en una solución saturada y que además son inestables y con facilidad se convierten en soluciones saturadas.

Soluciones Porcentuales:En las soluciones porcentuales no se toma en cuenta el peso fórmula del soluto. En este tipo de soluciones se debe especificar si la relación es peso a peso (p/p), peso a volumen (p/v) o volumen a volumen (v/v).

Ejemplos:

Solución porcentual p/p. Solución al 10% de NaCl* Indica que contiene 10 g de la sal por 100 g de solución. El peso/peso porcentual expresa el número de gramos del soluto en 100 gramos de la solución final.

Solución porcentual p/v. Solución de NaCl a 10% p/v: 10 g de NaCl en 100 ml de solución. Esto expresa el número de gramos de soluto en 100 ml de la solución final.

Solución porcentual v/v. Se utiliza cuando el soluto y el solvente son líquidos. El v/v indica el número de volúmenes de soluto por 100 volúmenes de solución. Solución de etanol a 30% v/v: 30 ml de éste en 100 ml de solución. Esto quiere decir que por cada 100 ml de solución, 30 ml corresponden al soluto y el resto, hasta completar 100 ml, al agua destilada o al solvente empleado.

Ejemplos de Repaso:

1) Si nos pidieran preparar 50 ml de una solución deAlcohol Etílico a 20%, seguiríamos el siguiente planteamiento:

100 ml de sol. tienen 20 ml de alcohol puro50 ml de sol. tienen “X” ml de alcohol puro

Resultado: necesitamos 10 ml de alcohol puro ycompletar un volumen de 50 ml.

2) El alcohol etílico común es de 96% de pureza (v/v). Por lo tanto, si no contamos con alcohol puro y quisiéramos preparar una solución de alcohol a 20%, seguiríamos el siguiente planteamiento:

100 ml de sol. tienen 96 ml de alcohol puro“X” ml de sol. tienen 20 ml de alcohol puro

Soluciones molares:Una solución molar se define como el número de moles de soluto en un litro de solución:

donde un mol es igual al peso atómico o molecular expresado en gramos (átomo gramo o molécula gramo). Si un mol de una sustancia se disuelve en agua hasta unVolumen de un litro, se obtiene una solución 1 molar(1M).

Ejemplo:

Ahora bien, si nos piden preparar 400 ml de una solución0.5 M de NaCl: ¿cuántos gramos de NaCl deben pesarse?1. Sabemos que un mol de NaCl es de 58.5 g. (Peso Molecular de la Tabla Periódica Na=23 y Cl=35.5)

2. Haremos el siguiente planteamiento:Una sol. 1M tiene 58.5g de NaCl.Una sol. 0.5M tiene “X” g de NaCl.

3. De acuerdo con la definición de solución molar, los 29.25 g de NaCl los consideramos en un litro de solución, pero como nos piden preparar 400 ml haremos el siguiente planteamiento:

a. En 1000 ml de sol. hay: 29.25g de NaClb. En 400 ml de sol. hay: “X” g de NaCl

Resultado: necesitamos 11.7 g de NaCl y disolverlo hastacompletar un volumen de 400 ml.

Cómo podemos ver, hemos multiplicado la molaridad del problema (0.5 mol/L) por el peso molecular de NaCl (58.5 g) y por el volumen del problema (400 ml). Posteriormente dividiremos entre 1 litro (1 000ml). Para simplificar el procedimiento podemos aplicar la siguiente fórmula:

En donde:V = Volumen del problema en ml.PM = Peso molecular de la sustancia en g.M = Molaridad del problema.

400 x58.5 x0.51000 = 11.7g de NaCl

AGUA

Características:1. Constante Dieléctrica: Es una constante física que describe cómo un campo eléctrico afecta y es afectado por un medio en el agua es de 78.5 muy elevada debido a sus átomos electronegativos H y O unidos por enlace polar a través de las Fuerzas de Van der Waals que de acuerdo con sus leyes son débiles y se rompen fácilmente.

2. Capacidad Calorífica: Se refiere a la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura en este caso es de 1°K y es la responsable de mantener estable la Temperatura Corporal cuando se encuentra elevada.

3. Calor de Vaporización: Es la fuerza necesaria para pasar a un estado líquido o a un estado gaseoso, en el agua es muy elevado ya que permite disminuir la Temperatura Corporal con muy poca pérdida de agua (Ej. Sudoración o Respiración).

4. Calor de Fusión: Es la fuerza necesaria para pasar de un estado sólido a uno líquido o preservar un estado líquido en el caso del agua; esto permite que el organismo resista el congelamiento a ciertas temperaturas.

5. Densidad: El agua líquida es más densa que el hielo a presión y temperatura estándar, esto se debe a que existe un cambio positivo en el volumen después del congelamiento ocasionando que flote.

Propiedades del Agua en el Organismo:

* Los líquidos del organismo se encuentran separados en 3 compartimentos:

Plasma - 5%

Liquido Intersticial - 15%

Liquido Intracelular - 50%

Liquido Extracelular: (20%)* Plasma + Intersticial* Su catión es el Na+* Su anión es el Cl-* El Intersticial rodea a las células 11 a 12L disminuye con la edad* El Plasma esta en los vasos como líquido Intravascular (Potencial o Peso del Hidrogeno) = pHEs una medida de la acidez o alcalinidad de una solución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias, se puede medir de forma precisa mediante un Potenciómetro, también conocido como pH-metro, un instrumento que mide la diferencia de potencial entre dos electrodos.

Escala de pH: En una solución neutra las concentraciones de H+ y OH- son iguales a 0.0000001 moles/litro. La Acidez aumenta a medida que disminuye el pH y la Alcalinidad aumenta cuando aumenta el pH. OBSERVALO:

> pH de algunos líquidos y fluidos orgánicos:

* Siempre para cualquier problema de pH deben utilizar la Ecuación de Henderson – Hassebalch:* Ejemplos de diferentes problemas y sus diferentes formas de resolver:

1. Determina el pH de una bebida que contiene una concentración de Hidrogeniones de 7.4 x 10-4

pH= ?pH = Antilogaritmo (H+)pH= Antilogaritmo (7.4x10-4)pH= 3.13 (Bebida Acida) Observando la Tabla de arriba puede ser una Coca-Cola

Nota: No es necesario aprenderse la Tabla de arriba pero si el mecanismo de obtener el pH, para sacar el antilogaritmo usando calculadora sigue el siguiente procedimiento:1. Teclea: log o LOG como aparezca2. Teclea: 7.4 luego teclea: [EXP] luego 4 (es el exponente) y por ultimo oprime la tecla [+/-] para cambiar el signo oprime la tecla [=] y ese es tu resultado.3. El resultado multiplícalo por [-1] y esa es la respuesta.

2. Calcula la concentración de Hidrogeniones de una muestra de Orina cuyo pH=5.8pH=5.8[H+]= Antilogaritmo de pH[H+]= Antilogaritmo de 5.8[H+]= 1.5x10-6

Nota: Para obtener la cantidad de Hidrogeniones con ayuda de la calculadora sigue el siguiente procedimiento:1. Teclea: [10x] o si no parece teclea: [SHIF] y luego oprime [LOG] (eso indica en la calculadora Antilogaritmo).2. Luego teclea el pH pero con el signo contrario [-5.8] oprime la tecla [=] y ese es tu resultado.3. El resultado es la Respuesta

3. Paciente en ayuno con diarrea llega a sala de urgencias con [HCO3]=22mEq/L y [H2CO3]=2.2mEq/L. ¿cuál es el pH de la paciente y su situación ácido-base? Nota: pK= 6.1pH=?

pH= pK + log HCO 3H 2CO3

pH = 6.1 + log 222.2

pH= 6.1 + log 10

Líquido Extracelular

20%

Agua Total del Cuerpo

70%

Liquido Intracelular: (50%)* Dentro de todas las células* Su catión es el K+* Su anión es el H2PO4* En conjunto con el Extracelular conforma el 70% del liquido corporal Total del Cuerpo Humano

pH= 6.1 + 1pH= 7.1 (Acidosis Metabólica)

4. Cuál es la situación Acido-Base en una paciente que presenta vómito y fiebre, si tiene un pH=7.58 y un valor de pCO2= 45mmHgNota: S=0.03 y pK=6.1pH= 7.58

pH= pK + log HCO3pCO 2x S

[HCO3]= Antilogaritmo [pH - pK + log (S x pCO2)][HCO3]= Antilogaritmo [7.58 - 6.1 + log (0.03 x 45)][HCO3]= Antilogaritmo [1.48 + log (1.35)][HCO3]= Antilogaritmo [1.48 + 0.13][HCO3]= Antilogaritmo de 1.61[HCO3]= 40.7 (Alcalosis Metabólica)

5. Cuál es la situación Acido-Base en una paciente con Enfermedad Obstructiva Crónica que presentó un cuadro crónico repentino de Bronquitis y Enfisema si tiene un pH de 7.32 y 29mEq/L de Bicarbonato:Nota: pK=6.1 y S=0.03pH= 7.32

pH= pK + log HCO3pCO 2x S

[pCO2]= HCO 3

[Antilogaritmo ( pH−pK )] x S

[pCO2]= 29

[Antilogaritmo (7.32−6.1 ) ] x0.03

[pCO2]= 29

[Antilogaritmo de1.22] x 0.03

[pCO2]= 29

16.5 x 0.03

[pCO2]= 29.5

[pCO2]= 58 (Acidosis Respiratoria)

* Para determinar si es una Ácidos o una Alcalosis y saber si es Respiratoria o Metabólica observa muy bien los siguientes datos en cada problema:1. Datos mayores a 24mEq de HCO3 Alcalosis Metabólica2. Datos menores a 24mEq de HCO3 Acidosis Metabólica3. Datos mayores a 40mmHg de pCO2 Acidosis Respiratoria4. Datos menores a 40mmHg de pCO2 Alcalosis Respiratoria5. Datos de pCO2=35-45mmHg y en el mismo caso datos de HCO3=22-26mEq con un pH=7.35-7.45 es una Situación Acido Base Normal.6. Datos que no estén entre los parámetros anteriores en un mismo caso se trata de un Trastorno Acido Base Mixto

TERMODINMICA:Es la parte de la Física que estudia cambios de Energía en la Naturaleza:* Usa como apoyo a los “Sistemas” (son la parte del Universo que son parte de estudio) y se clasifican en:> Sistemas Abiertos:

Permiten intercambio de Calor y Masa. Ej. 2 novios jaja no es cierto Ej. El ser Humano> Sistemas Cerrados: Permiten el intercambio de Calor pero NO de Masa. Ej. Una lata de chiles> Sistemas Adiabáticos: NO hay flujo ni de Calor ni de Masa. Ej. Un Termo

Entalpía (H): Hace referencia al Calor de una Reacción.

ΔH= Cambio de Entalpía* El Cambio de Entalpía (ΔH) representa la cantidad de Calor que se libera o absorbe en una reacción a presión constante:

ΔH=ΣHP – ΣHR

> En función de los cambios de Calor se pueden definir 3 tipos de reacciones:a) Endotérmicas: El Sistema ABSORBE CALOR de los alrededores y ocurre un CAMBIO DE ENTALPIA POSITIVO (+ΔH)b) Exotérmicas:El Sistema LIBERA CALOR a los alrededores y ocurre un CAMBIO DE ENTALPIA NEGATIVO (-ΔH)

* La Entalpía (H) se relaciona con la 1ª Ley de la Termodinámica que dice:“La Energía Total del Universo permanece constante aunque puede variar su forma”

* Cuando el Sistema Absorbe Calor puede saberse cuanto Calor Extrajo utilizando: W: Energía útil para realizar un Trabajo o con Q: Que se refiere al Calor Extraído obtenido de la diferencia de las Temperaturas Absolutas, entonces:

Q=T2 –T1

Entropía (S): Es una propiedad relacionada con el Desorden del Sistema.* Según la 2ª Ley de la Termodinámica:“La Entropía del Universo crece con cada proceso que se lleva a cabo”* De acuerdo con la 3ª Ley de la Termodinámica, el valor de ΔS es de 0 a una temperatura de -273°C.

ΔS= Cambio de Entropía* El Cambio de Entropía (ΔS) representa el aumento del desorden de 1 sistema:

ΔS= ΣSP – ΣSR

Energía Libre de Gibbs ΔG: Toma en cuenta tanto los cambios de Entalpía como los cambios de Entropía de un Sistema:

ΔG= ΔH – TΔS

* La ecuación indica que el Valor de la Energía Libre (ΔG), depende de un factor Entálpico (ΔH), al cual se le resta un factor Entrópico (ΔS), multiplicando por la Temperatura Absoluta (T).

Entonces:a) Se dice que una Reacción es ESPONTANEA cuando la Energía Libre de los Reactantes(R) es mayor que la de los Productos(P), para que esto suceda habrá que LIBERARSE ENERGIA (Exergónica) de la reacción al medio que lo rodea indicándose un ΔG Negativo.

b) Se dice que una Reacción NO es ESPONTANEA cuando la Energía Libre de los Reactantes(R) es menor que la de los Productos (P), para que esto suceda habrá de ABSORBER ENERGIA (Endergónica) indicándose un ΔG Positivo.

> Tal y como se puede observar en las gráficas anteriores podemos decir que:* Si ΔG Negativo, la Reacción procederá hacia la formación de Productos.* Si ΔG Positivo, la Reacción marchará en sentido opuesto y se formaran Reactivos.

* Cuando una Reacción a alcanzado el equilibrio NO se forman ni reactivos ni productos, es decir NO puede realizarse Trabajo y ΔG=0

> La Energía Libre de Gibbs (ΔG), es entonces la Energía útil para realizar un Trabajo a Temperatura y Presión Constante y está relacionada con la Energía Libre Estándar (G°).

> El Cambio de Energía Libre Estándar (ΔG°) da la Cantidad Máxima de Trabajo que la Reacción puede realizar en Condiciones Isotérmicas.

* ΔG° NO se relaciona con Reactantes ni Productos sino con una Constante de Equilibrio (Keq):

> Cuando la Keq es alta (mayor a 1), la ΔG° será NEGATIVO, por tanto la reacción será Espontanea-Exergónica.

> Cuando la Keq es baja (menor a 1), la ΔG° será POSITIVO, por tanto será NO Espontanea-Endergónica

* Por último observa las siguientes relaciones universales de la Termodinámica:

ΔH ΔS ΔG Tipo de Reacción

Negativo Positivo Negativo EspontáneaPositivo Negativo Positivo No

EspontáneaNegativo Negativo Negativo EspontáneaPositivo Positivo Positivo No

Espontánea> Si observan bien predomina el Cambio de Entalpía ΔH para ver el resultado en el Cambio de Energía ΔG, y es obvio porque si el Cambio de Entalpía es Negativo indica que los productos son menores que los reactivos y en las gráficas vimos que si los productos son menores que los reactivos ΔG sería Negativo y la reacción sería Exergónica-Espontanea independientemente del orden o desorden del Sistema ΔS.AMINOACIDOS: Son moléculas orgánica s con un grupo amino (-NH 2) y un grupo carboxílico (-COOH; ácido). Los aminoácidos más frecuentes y de mayor interés son aquellos que forman parte de las proteínas. > Dos aminoácidos se combinan en una reacción de condensación que libera agua formando un enlace Peptídico. Estos dos "residuos" aminoacídicos forman un dipéptido. Si se une un tercer aminoácido se forma un tripéptido y así, sucesivamente, para formar un Polipéptido.

Aminoácidos de Importancia Bioquímica (No los esenciales):

Alanina (Ala):- Tiene un grupo R NO Polar Alifático- pI=6 y pK1,2=3.34 y 9.7- Está enlazado con un grupo metil

Cisteína (Cys):- Tiene un Grupo R Polar Sin carga- pI=5 y pK1,2,3=1.96, 10.3 y 8.18- Participa en Modificaciones Postraduccionales (Es decir manejo de proteínas después de ser sintetizadas) ya que posee un grupo Tiol Tirosina (Tyr):- Tiene un Grupo R Aromático- pI=5.7 y pK1,2,3=2.2, 9.11 y 10- Tiene un grupo hidroxilo y es precursor de la Dopamina y la Melanina

Histidina (His):- Tiene un grupo R Cargado Positivamente- pI= 7.6 y su pK es cercano a 7 por tanto permite amortiguar cambios de pH fisiológico - Abunda en la Hemoglobina

Glicina (Gly):- Tiene un Grupo R Polar Alifático- pI=6 y pK1,2= 2.3 y 9.6- Funciona como neurotransmisor inhibidor del SNC Prolina (Pro): - Tiene un Grupo R Polar Alifático - pI= 6.5 y pK1,2=2 y 11- Forma puentes disulfuro entre cadenas polipeptídicas como los de la Colágena y se encuentra Hidrolizado

* Los 10 aminoácidos esenciales del Cuerpo Humano son:> Llamados así porque no son sintetizados en el Organismo: 1. Arginina (Arg): Polar con Carga Positiva (Detoxificante)2. Histidina (His): Polar con Carga Positiva (Hormonas)

R P

20

2

ΔG=0

ΔG= -1

ΔG= +1

R P

20

2

ΔG=0

ΔG= -1

ΔG= +1

3. Isoleucina (Ile): No Polar (Síntesis de Hb)4. Leucina (Leu): No Polar (Reparación de Tejido)5. Lisina (Lys): Polar con Carga Positiva (Previene Herpes) 6. Metionina (Met): No Polar (Produce Carnitina)7. Fenilalanina (Phe): Aromático No Polar (Endorfinas)8. Treonina (Thr): Polar Sin Carga (Desintoxicación) 9. Triptófano (Trp): No Polar (Crecimiento)10. Valina (Val): No Polar (Balance del Nitrógeno)

PROTEINAS:Son macromoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos.

Estructura de Proteínas:

Nativa: Forma en como se encuentran en la Naturaleza y tienen su función optima.

Primaria: Esta estructura consiste en la secuencia lineal de aminoácidos en la cadena y se halla estabilizada por el enlace Peptídico (enlace covalente tipo amida muy fuerte o rígido y de aspecto plano en el que se une un grupo amino con otro carboxilo) entre los aminoácidos. La primaria es la única estructura que se encuentra codificada en los genes y de ella derivan los restantes niveles estructurales, permanecen así luego de la Desnaturalización

Secundaria: Consiste en el plegamiento de la cadena de aminoácidos para adquirir la forma del alfa-hélice, las placas paralelas y antiparalelas y el enredamiento libre, que son los tipos o motivos principales de la estructura secundaria. El único enlace presente que estabiliza este nivel estructural es el puente de hidrógeno, un enlace débil que se establece entre los componentes del enlace Peptídico, CO y NH. Este enlace es susceptible de ruptura por cambios en la temperatura, el pH, la agitación mecánica y la concentración de sales.

Terciaria: Forman cadenas polipeptídicas que se pliegan en diferentes superestructuras, forman puentes disulfuro (tipo de enlace covalente estabilizador) y fuerzas hidrofóbicas (estas fuerzas permiten que los aminoácidos se adhieran en el centro de la proteína cuando están solubles en agua).

Cuaternaria: Son arreglos de más de un Polipéptido (Protómeros) como la Hemoglobina.

Ejemplos de Proteínas comunes:

Albúmina: - Regula la presión Osmótica/Oncotica de la Sangre- En bajas concentraciones causa Edema/Hinchazón- Constituida por una sola cadena polipeptídica- Previene perdidas de Líquido Intersticial

Hemoglobina:- Regula el pH de los Eritrocitos- Transporta O2 en Sangre- Da el aspecto rojo de la sangre - En bajas concentraciones causa Anemia- Almacena O2 en musculo como Oximioglobina

Colágena:- Tiene alto porcentaje de Hidroxiprolina - Es una proteína alargada de triple hélice - Abundante en Piel y Huesos

Queratina: - Proteína Estructural Fibrosa rica en azufre- Es la más importante en el Pelo y las Uñas- Es una proteína secundaria por su conformación

Globulinas:- Se llaman anticuerpos o Inmunoglobulinas (Ig).- Son plasmáticas con función inmunológica humoral- La más común es la IgG con estructura monomérica Fibrinógeno:- Está en Plasma pero no en suero- Es producida e el Hígado- Su función es la coagulación de la sangre

Actina:- Interviene en la Actividad contráctil del músculo- Es muy parecido a la Miosina - Participa en la división celular del ciclo celular- Forma parte del citoesqueleto de células eucariotas (que poseen núcleo)

Insulina:- Hormona polipeptídicas de más de 50 aminoácidos - Secretada por células β del Islote del páncreas- Su déficit provoca Diabetes Mellitus o Hipoglucemia- Estimula la síntesis de Carbohidratos y Glucógeno

Caseína:- Es una heteroproteína con bastante fosfato de Calcio- Esta presente en la Leche y sus derivados como queso- Suele interaccionar con las enzimas digestivas como la Pepsina (otra proteína)

ENZIMAS: Son moléculas de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas.

Holoenzimas: Son Enzimas Activas formadas por:

Apoenzimas: Enzimas inactivas +Grupo Prostético: Componente NO Proteico, Termoestable de Bajo Peso Molecular que puede ser:a. Cofactores: Mg, Cu, Fe, o Znb. Coenzimas: Vitaminas Hidrosolubles que activan a la Apoenzima; únicamente las siguientes:> B1 (Tiamina): Sirve para Descarboxilar> B2 (Riboflavina): Forma el complejo FAD> B3 (Niacina): Sirve para Deshidrogenar y formar NAD> B6 (Piridoxina): Sirve para Transaminaciones > B12 (Biotina/Cianocobalamina): Sirve para Carboxilar

* Una Holoenzima posee 3 sitios de compartimiento:

1. Sitio Catalítico: Es la región donde el Sustrato entrante se convierte en Producto2. Sitio Alostérico: Es la región opuesta al Sitio Catalítico ahí se encuentran los ligandos o segundos mensajeros como ATP o AMPc 3. Sitio Especifico: Es la región que reconoce al Sustrato, esta dado como una secuencia genética de aminoácidos.Clasificación de las Enzimas: Oxidoreductasas:- Oxigenasas: Meten Oxigeno - Deshidrogenasas: Quitan Hidrógenos- Hidrogenasas: Meten Hidrógenos

Transferasas:- Cinasas: Intercambian grupos Fosfato - Transaldolasa: Intercambia Carbonos

Isomerasas:- Mutasa, Aconitasa y Epimerasa- Son de igual forma y de iguales propiedades químicas pero de diferente propiedad física y diferente formula

Ligasas:- Son reguladoras como las Sintetasas- Unen gastando energía (ATP).- Forman enlaces C-C

Liasas:- Aldolasa y Descarboxilasa- Rompen enlaces C-C, C-N, C-O

Hidrolasas:- Fosfatasas y Fumarasa- Rompen enlaces C-N principalmente, metiendo agua

Isoenzimas:- Hexocinasa y Glucocinasa (Degradan Glucosa)- Son enzimas estructuralmente diferentes pero llevan a cabo la misma reacción.

CINETICA ENZIMATICA:Estudia la velocidad de las reacciones químicas que son catalizadas por las enzimas:

Inhibición Enzimática:

®: Km, Habla de la afinidad de la enzima por su Sustrato.©: Vmax, Es el punto de saturación de la enzima por su sustrato, depende de la concentración del Sustrato.a. Enzima Normal SIN inhibidor Ej. Dihidrofolato b. Inhibidor NO Competitivo, tiene diferente Vmax pero misma Km que la enzima normal. Ej. Malonatoc. Inhibidor Competitivo, Tiene la misma Vmax pero

diferente Km que la enzima normal. Ej. Metotrexatod. Inhibidor Alocompetitivo, Tiene diferente Vmax y diferente Km respecto a la enzima normal

Velocidad de una Reacción Enzimática:

La ecuación de Michaelis-Menten describe como la velocidad de la reacción depende del equilibrio entre la [S] y la constante k 2. Leonor Michaelis y Maud Menten demostraron que si k2 es mucho menor que k1 (aproximación del equilibrio) se puede deducir la siguiente ecuación:

* A mayor concentración del Sustrato habrá mayor Velocidad (1ª Fase - Punteada).* Entre más se Satura la Enzima mayor será la Velocidad; pero si se Sobresatura la Enzima la Velocidad se hace constante (Vmax).

Entonces:> Vmax: Indica cuando la Velocidad se hace contante, depende de la saturación o concentración del Sustrato, ya que indica un punto de Saturación de la enzima por su Sustrato. > Km: Es la constante de Michaelis-Menten e indica el punto de transición donde la Velocidad se hace estable, e indica que SI hay afinidad de la enzima por su Sustrato.

Punto Isoeléctrico:

El punto isoeléctrico es el pH al que una sustancia anfótera tiene carga neta cero. El concepto es particularmente interesante en los aminoácidos y también en las proteínas. A este valor de pH la solubilidad de la sustancia es casi nula. Para calcularlo se deben utilizar los pKa.

* (Los pKa a considerar para esta ecuación, en una tabla de pH, son los que contienen a la especie química con carga igual a cero, cuando tienen más de un pKa).

®

αbcd

©

[S]

[V]

> Las moléculas complejas, tales como las proteínas, se combinan con los iones hidrógeno y con otros iones presentes en la disolución, dando lugar a la carga neta de la molécula. > A la concentración de iones hidrógeno , o al pH, para el cual la concentración del ion híbrido de una proteína es máxima y el movimiento neto de las moléculas de soluto en un campo eléctrico prácticamente nulo , se le denomina Punto Isoeléctrico.> Los aminoácidos pueden existir como sal interna, llamada Zwtterión (Un compuesto químico que es eléctricamente neutro pero que tiene cargas formales positivas y negativas sobre átomos diferentes, presentan alta solubilidad en agua). Esto ocurre porque el protón del grupo carboxilo es abstraído por el grupo amino NH2 que está en posición alfa y quedando este como grupo amoníaco NH3+.

Mecanismos de Catálisis:

El modelo de ajuste inducido es el más utilizado al realizar estudios de interacción enzima-sustrato. Este modelo propone que las interacciones iniciales entre la enzima y el sustrato son relativamente débiles, pero suficientes para producir ciertos cambios conformacionales en la Enzima, que estabilizan e incrementan la fuerza de la interacción.

> La variación de energía como función de una coordenada de reacción muestra la estabilización del estado de transición cuando dicha reacción es llevada a cabo por una enzima.> Estos cambios conformacionales implican a una serie de aminoácidos catalíticos del centro activo, en los cuales se producen los enlaces químicos correspondientes entre la enzima y el sustrato. > Después de la unión, uno o más mecanismos de catálisis disminuyen la energía del estado de transición de la reacción, por medio de una ruta alternativa a la reacción. > Los mecanismos de catálisis se clasifican en base a diferentes criterios: catálisis covalente, catálisis por

proximidad y alineación de orbitales, catálisis ácido-base general, catálisis por iones metálicos y catálisis electrostática.

Preguntas de Repaso:1. ¿Qué es y para qué se usa la Electroforesis?2. Para preparar 200ml de un Solución 0.2M de Dextrosa (Glucosa). ¿Cuántos gr. de Dextrosa deben pesarse?3. ¿Qué son las Fuerzas de Van der Waals?4. Una solución contiene 15gr. de Glucosa en 35ml. ¿Cuál es la concentración Molar de la Solución? ¿Cuál sería su situación en cuanto a Isotónica, Hipertónica o Hipotónica?5. Corresponde al Logaritmo del inverso de la Constante de disocian de un acido: a) pK b) pH c) Kw 6. Es la base conjugada del principal amortiguador del Plasma: a) HCO3 b) H2CO3 c) NH3

7. ¿Cuáles son las características del Liquido Extracelular? 8. Cuál es el pH de la orina si tiene (H+)=2.5x10-3

9. ¿Cuál es el estado acido base de un Diabético con un pH=7.1 y H2CO3=1.8mEq/L? Recuerda pK=6.110. Calcula la concentración de Protones de una Solución de jugo de limón de pH=1.5 a) 1.5x10-4 b) 31.6 c) 0.1711. Una Cambio de Entalpía Positivo indica una Reacción:a) Exergónica c) Exotérmicab) Endergónica d) Endotérmica12. Un ΔG Negativo indica que la reacción es:a) Endergónica c) Espontanea b) No Espontanea d) Exotérmica13. Cuando ΔH positiva y ΔS negativa se da una reacción: a) Espontanea b) No espontanea14. Aminoácido que forma puentes Disulfuro:15. Menciona las características de un Enlace Peptídico y donde se encuentra:16. Diferencias entre la Colágena y la Queratina:17. Porqué el Fibrinógeno NO está en Suero sólo en Plasma18. ¿Qué relación hay entre la Histidina y la Hemoglobina?19. ¿Cuál es la importancia de las Coenzimas?20. ¿En qué difiere una Liasa de una Ligasa y una Isomerasa de una Isoenzima?21. Identifica y dibuja los componentes de la Inhibición Enzimática sin ver el esquema y sus características.22. ¿Qué diferencia hay entre Vmax y Km en la Velocidad de Reacción de una Enzima?23. Si la Km se una enzima para un sustrato es muy elevada, nos indica que:a) La enzima tiene poca afinidad hacia su sustratob) El complejo enzima-sustrato (ES) es muy Establec) La enzima tiene mucha afinidad hacia su sustrato24. ¿Qué es el Punto Isoeléctrico y cuál es el Punto Isoeléctrico de la Glicina?25. ¿Qué es y cuáles son las características de un Zwtterión?26. ¿Qué son y cuáles son los mecanismos de Catálisis de una Enzima?

Facultad de MedicinaELABORÓ: Néstor S. Ramírez