Compuestos Ricos en Energía Bioquímica I

COMPUESTOS BIOLÓGICOS RICOS EN ENERGÍA

Compuestos ricos en energía Aquellos intermediarios metabólicos capaces de transferir energía cuando transfieren un grupo químico -

A ~X +

B

A energía

+

B~X

X = grupo transferido

Compuestos ricos en energía Aquellos intermediarios metabólicos capaces de transferir energía cuando transfieren un grupo químico -

A ~X +

B

A energía

+

B~X

X = grupo transferido

Compuestos ricos en energía ●

Los compuestos ricos en energía liberan la energía que contienen por la rotura de un solo enlace:  Enlace rico en energía  Se denota con el símbolo: ˜ -

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Es diferente a energía de enlace, que es la energía requerida para romper el enlace

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Potencial de transferencia de gr!o"  La cantidad de energía libre que el compuesto es capaz de ceder a otro compuesto junto con el grupo transferido ●

El $otencial de transferencia de grupo de un compuesto corresponde al %alor de &' (de su )idrólisis El ca#$io de energ%a li$re &'G("

 Es la energía !til tambi"n tambi"n conocida en los sistemas químicos como potencial químico#  *efleja la facilidad con que un compuesto rico en energía puede ceder un grupo químico: +ientras ms negati%o es el %alor de transferencia de grupo, ms fcilmente es cedido el grupo químico

Clasificaci+n de los co#!estos Biol+gicos Ricos en Energ%a ●

Seg)n la natrale*a del gr!o transferido" -

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 'rupos fosforilos  'rupos acilos  'rupos metilos

,e acerdo al -alor de Potencial de Transferencia de Gr!o

 Compuestos de -aja Energía

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 Compuestos de Alta Energía

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Compuestos ricos en energía seg!n el grupo transferido ●

.ransferidores de grupo fosforilo:

/# 0osfoan)ídridos: 1ucleótidos 2# Acilfosfatos: /# /,3bifosfoglicerato 2# Acetilfosfato 3# AminoacilA+$ 3# Enolfosfatos: 0osfoenolpiru%ato 4$E$5 6# 0osfoguanidinas 4fosfgenos5 /# Creatinfosfato 2# Argininfosfato

&'78 /9,3 cal;mol

&'78 steres de la CoA /# AcetoacetilCoA 2# AcilCoA 3# AcilCarnitina ●

.ransferidores de grupo metilo: -

Sadenosilmetionina

ALTA ENERGÍA

BAJA ENERGÍA

Compuestos ricos en energía

$or qu" un compuesto es rico en energía? Los productos de la )idrólisis de un enlace rico en energía son muc)o ms estables que el compuesto original# Las razones por las que un compuesto es rico en energía implican que despu"s de su )idrólisis puede ocurrir: ●

●

 Estabilización del compuesto por resonancia  @isminución de la repulsión electrosttica en el compuesto  @isminución del impedimento est"rico -

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$or qu" un compuesto es rico en energía? ●

Estabilización por resonancia:  0ormas resonantes del ortofosfato 4$B 625 -

$or qu" un compuesto es rico en energía? Estabilización por resonancia:  Los productos de la )idrólisis de un enlace rico en energía pueden adoptar ms formas resonantes que el compuesto original ●

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La presencia del grupo $ unido al 1, impide la resonancia tanto del grupo guanidínico como del propio fosfato

$or qu" un compuesto es rico en energía? ●

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*epulsión electrosttica:

En el ordenamiento del enlace rico en energía eisten grupos de similar carga electrosttica muD cercanos

La )idrólisis de este enlace elimina la repulsión electrosttica entre ellos -

$or qu" un

compuesto es rico en energía? mpedimento est"rico

●

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En el ordenamiento del enlace rico en energía eisten grupos %oluminosos, que se encuentran muD cercanos -

La )idrólisis de este enlace permite aumentar el espacio disponible para ser compartido, dndole estabilidad a la mol"cula

Cómo fluDe la energía en la c"lula El A.$ es la figura central

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Compuestos como el $E$ D el /,3-0' transfieren su energía a tra%"s del A.$

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1unca se transfiere directamente desde compuestos de alta energía a los de baja energía ●

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Esto permite que eista un compuesto !nico que es facilmente FreconocibleG por las enzimas que catalizan las reacciones endergónicas

Estructura del A.$

A.$ como figura central del metabolismo ●

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Hbicuidad: se encuentra en todas las c"lulas

IA.$J: 9,99/9,9/ mol;L @iferentes posibilidaddes de )idrólisis ATP . /0O

A,P . Pi

ATP . /0O

AMP . PPi 1G234:60 8cal9#ol

1G234567 8cal9#ol

A.$ como figura central del metabolismo ●

$ropiedades estructurales  *esonancia  .ensión D repulsión electroesttica  Sol%atación  mpedimento est"rico -

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 Complejo A.$+g2K

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A.$ como figura central del metabolismo ●

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Los productos de )idrólisis del A.$ 4A@$ D $i5, poseen maDor estabilidad por resonancia que el A.$ La repulsión electrosttica entre los grupos fosfato cargados negati%amente se reduce cuando se )idroliza el A.$#

●

El A.$ posee un potencial químico de transferencia del grupo fosfato que es intermedio entre los compuestos ricos en energía

0actores que contribuDen al %alor de potencial de transferencia de grupo del A.$ ●

+aDor estabilización por resonancia de los productos de la reacción de )idrólisis del A.$ El fosfato inorgnico puede tener ms formas de resonancia que el grupo fosfato terminal del A.$ ●

0ormas resonantes del ortofosfato 4$B 625

0actores que contribuDen al %alor de potencial de transferencia de grupo del A.$ ●

●

Liberación de la carga de repulsión electrosttica Los 3 grupos fosfato del A.$ estn muD cercanos entre si La )idrólisis del A.$ en A@$ D $i libera algo de la interacción electrosttica ●

●

@isminución del impedimento est"rico: ●

$or la presencia de la gran cantidad de tomos de oígeno

Liberación de la carga de repulsión electrosttica

0actores que contribuDen al %alor de potencial de transferencia de grupo del A.$

+aDor grado de sol%atación de los productos 4A@$ D $i5 que del reacti%o 4A.$5

El +g2K apantalla las cargas negati%as de los grupos $

Por ;< el ATP es n co#!esto de alta energ%a=

Por ;< el ATP es n co#!esto de alta energ%a=

A.$ como figura central del metabolismo @ebido a que el A.$ posee un potencial de transferencia del grupo fosfato, cuDo %alor es intermedio, considerando el de las biomol"culas fosforiladas, este puede funcionar como: ●

La coneión entre los sistemas que producen energía D los que la utilizan 4ciclo del A.$A@$5 $or esto se lo considera la Fmoneda biológicaG de energía libre en los seres %i%os La mol"cula que, en forma transitoria, almacena la energía libre que se deri%a de la oidación de los alimentos ●

●

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Ciclo A.$A@$

Estructura del A.$, A@$ D A+$

A.$, A@$ D A+$

Constan de adenina, ribos  D una unidad de monofosfato, difosfato o trifosfato A.$ D A@$ son compuestos ricos en energía, AMP no lo es

Síntesis de A.$ Se puede sintetizar acoplado a una reacción eergónica

●

 0osforilación a ni%el de sustrato o acoplada al sustrato

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Se puede sintetizar a partir de la energía de oido reducción procedente de coenzimas reducidas ●

 0osforilación oidati%a  Bcurre en la cadena de transferencia de electrones -

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Compuestos ricos en energía Algunos compuestos fosforilados poseen enlaces ms ricos en energía que el A.$, es decir poseen un potencial de transferencia del grupo fosfato maDor que el A.$, por lo que pueden transferir su grupo fosfato al A@$ para formar A.$

Compuestos de alta energía ceden energía para Sintetizar A.$#

'G> 3 4 ?6@ cal9#ol

Este proceso se conoce como: 0BS0B*LACM1 A 1NEL @E SHS.*A.B

Compuestos ricos en energía 674Bifosfoglicerato . /0O

74fosfoglicerato . Pi 'G> 346: 8cal9#ol

A,P . Pi

ATP

'G>0 3.567 8cal9#ol

674Bifosfoglicerato . A,P

74fosfoglicerato . ATP

'G> 3 'G> . 'G>0 'G> 3 4 6: cal9#ol . &. 567 cal9#ol( 'G> 3 4 6: cal9#ol . 567 cal9#ol( 'G> 3 4 ?6@ cal9#ol

Luego el A.$ transfiere energía a compuestos de baja energía#

'G> 3 4 ?6 cal9#ol

Compuestos ricos en energía Glcosa . Pi ATP Glcosa . ATP

Glcosa44P . /0O A,P . Pi

'G> 3 . 760 8cal9#ol 'G>0 3 4 567 8cal9#ol

Glcosa44P . A,P

'G> 3 'G> . 'G>0 'G> 3 . 760 cal9#ol . &4 567 cal9#ol( 'G> 3 . 760 cal9#ol 4 567 cal9#ol( 'G> 3 4 ?6 cal9#ol

S%ntesis de ATP a !artir de energ%a li$erada en !rocesos de oDido4redcci+n

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 CO0 .  /0

C/0O .  O0 -

&'( 8 O== cal;mol  Esta cantidad de energía liberada se apro%ec)a en FpaquetesG#  La oidación completa de la glucosa produce 3= moles de A.$, que solo se pueden producir cuando la oidación de la glucosa se realiza en diferentes etapas: 'LHCBLSS  Eficiencia  –

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7: ATP D 567 cal9#ol 3 0556? cal9#ol :: cal9#ol

F

0556? cal9#ol

 3?67F

Compuestos ricos en energía ●

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Cumplen esencialmente dos funciones:

 .ransferencia de energía en el metabolismo celular  Ser marcadores de destino metabólico -

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@e esta manera, estos compuestos permiten que:  Se apro%ec)e la energía del enlace

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 Los compuestos Facti%adosG, sean fcilmente reconocibles por las enzimas

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Compuestos ricos en energía como marcadores de destino metabólico   Carbo)idratos  H@$deri%ados 4glucosa D galactosa5  '@$deri%ados 4manosa D fucosa5 ●

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 C+$deri%ados 41acetil   Lípidos neuramínico5  AcilCoA 4acti%ación de cidos grasos5 -

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 C@$deri%ados 4acti%ación de lípidos   $roteínas complejos5  AminoacilA+$ 4formación del enlace peptídico5 -

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