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4 – Transferencia de grupos fosforilo y ATP
El ATP es la moneda energética que conecta catabolismo y anabolismo
Reacción de hidrólisis del ATP
Transferencia de grupo más que una hidrólisis
El G de la reacción es << 0
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ATP (Trifosfato de adenosina)
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Base química del G’° de hidrólisis del ATP
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G de hidrólisis real del ATP
Las concentraciones celulares de ATP, ADP y Pi no son idénticas y sonmucho menores que las estándares 1 M
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G de hidrólisis real del ATP
El verdadero sustrato para la hidrólisis es el MgATP 2-
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G de hidrólisis real del ATP
(potencial de fosforilación)
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G de hidrólisis real del ATP
Existen mecanismos regulatorios en la célula que mantienen losniveles de ATP muy por encima de las concentraciones de equilibriopara la reacción de hidrólisis
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Otros compuestos con elevado G de hidrólisis
Fosfoenolpiruvato (PEP)
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Otros compuestos con elevado G de hidrólisis
1,3 - bisfosfoglicerato
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Otros compuestos con elevado G de hidrólisis
Fosfocreatina
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Otros compuestos con elevado G de hidrólisis
Acetil coenzima A
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Otros compuestos con elevado G de hidrólisis
Acetil coenzima A
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Resumen de las causas por las cuales el G de hidrólisis <<0
• Productos estabilizados por ionización (ADP y Ácidos carboxílicos)
• Liberación de la tensión de enlace de Rvos por separación de q (ATP)
• Productos estabilizados por tautomerización (Piruvato)
• Productos estabilizados por resonancia (Creatina, Carboxilato y Pi)
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El ATP proporciona energía por transferencia de grupo
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Compuestos de alta y de baja energía
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Compuestos de alta y de baja energía
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Compuestos de alta y de baja energía
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El ATP dona grupos fosforilo, pirofosforilo y adenililo
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Otras funciones de los nucleósidos trifosfato
• Transporte activo a través de membrana
• Formación de macromoléculas informativas
• Contracción muscular
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Na+K+ ATPase
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5 – Reaciones rédox biológicasCeldas electroquímicas
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Celdas electroquímicas
• Pila galvánica: Genera electricidad como consecuencia de la Rnespontánea que se genera en ella
• Pila electrolítica: Una fuente de corriente externa impulsa una Rn noespontánea
Reacciones rédox
• Agente reductor: La sustancia que se oxida o dador de e-
• Agente oxidante: La sustancia que se reduce o aceptor de e-
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Reacciones rédox
Pueden expresarse como la diferencia entre 2 hemirreacciones dereducción
Cu2+(aq) + 2 e- Cu(s) E2
Zn2+(aq) + 2 e- Zn(s) E1
Cu2+(aq) + 2 e- Cu(s) (cátodo)
Zn(s) Zn2+(aq) + 2 e- (ánodo)
Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+
(aq) + Cu(s) E = E2 – E1
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Reacciones rédox
Si la Rn no alcanzó el equilibrio químico puede realizar un we alimpulsar los e- a través de un circuito
El we depende de la diferencia de potencial entre los electrodos E,denominada FEM (V)
Si se transladan nd electrones del ánodo al cátodo, q total: - n e NAd
Como e NA = F, q total: -n F d
dwe, max = - n F E d
dwe,max = rG d
rG = - n F E
dG = rG d
(G/)p,T = rG
dwe,max = rG d
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Reacciones rédox
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Reacciones rédox
rG = - n F E
• Si multiplicamos por un factor numérico la ecuación de una pila, el Eno se modifica (propiedad intensiva), aunque sí lo hace rG
• Al combinar los E para obtener el de un tercer par, debemos trabajarsiempre con las energías libres de Gibbs pues son aditivas, adiferencia de los potenciales, que no lo son
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Ecuación de Nernst
rG = rG’° + RT ln Q Si d.m.a m. por - n F:
E = E’° -𝐑𝐓
𝐧𝐅ln Q
Si Q = K, we = 0:
0 = E’° -𝐑𝐓
𝐧𝐅ln K’
E’° =𝐑𝐓
𝐧𝐅ln K’
E’° =𝐑𝐓
𝐧𝐅ln K’/Q
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Diferencia de potencial estándar (E’°)
E’° = E’° (aceptor e-) – E’° (dador e-)
Los E’° se obtienen conectando el electrodo de interés aconcentraciones 1 M, pH 7 y 25°C con el electrodo estándar de H (pH 0)
E’° es una propiedad intensiva
Al combinar 2 E’° para obtener un tercero, debemos trabajar siemprea través de G’° pues son aditivas
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Diferencia de potencial estándar (E’°)
![Page 32: Teórico Bioenergética 2da Parte - IIB€¦ · Microsoft PowerPoint - Teórico Bioenergética 2da Parte Author: Dante Created Date: 4/8/2018 10:52:31 PM](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050108/5f45f224acbd377db3506be4/html5/thumbnails/32.jpg)
Diferentes formas de transferir electrones
1 - Directamente como electrones
2 – Transferencia de átomos de H
3 – Transferencia de ión hidruro (:H-)
4 – Combinación directa con el oxígeno
![Page 33: Teórico Bioenergética 2da Parte - IIB€¦ · Microsoft PowerPoint - Teórico Bioenergética 2da Parte Author: Dante Created Date: 4/8/2018 10:52:31 PM](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050108/5f45f224acbd377db3506be4/html5/thumbnails/33.jpg)
Estados de oxidación del carbono en la biósfera
![Page 34: Teórico Bioenergética 2da Parte - IIB€¦ · Microsoft PowerPoint - Teórico Bioenergética 2da Parte Author: Dante Created Date: 4/8/2018 10:52:31 PM](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050108/5f45f224acbd377db3506be4/html5/thumbnails/34.jpg)
Diferentes formas de transferir electrones
Equivalente de reducciónEs el equivalente a 1 e-, que participa en una reacción de óxido-reducción, independientemente de la clase de transferencia
Por lo general, las moléculas biológicas suelen deshidrogenarseenzimáticamente perdiendo 2 equivalentes de reducción por vez
2 equivalentes de reducción
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Transportadores electrones biológicos
Las oxidaciones biológicas transfieren energía al ADP para sintetizarATP y los electrones a moléculas especializadas
La reducción reversible de estos transportadores conserva la energíalibre de las oxidaciones biológicas
• Nucleótidos de adenina (NAD+ y NADP+)
• Nucleótidos de flavina (FMN y FAD)
• Quinonas liposolubles (ubiquinona y plastoquinona)
• Proteínas ferro-sulfuradas
• Citocromos
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Nucleótidos de adenina
![Page 37: Teórico Bioenergética 2da Parte - IIB€¦ · Microsoft PowerPoint - Teórico Bioenergética 2da Parte Author: Dante Created Date: 4/8/2018 10:52:31 PM](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050108/5f45f224acbd377db3506be4/html5/thumbnails/37.jpg)
Nucleótidos de adenina
Actúan como coenzimas de deshidrogenasas
+
↑
Oxidaciones (catabolismo)
Oxidación de piruvato, ácidosgrasos y -cetoácidos enmatriz mitocondrial
+
↓
Reducciones (anabolismo)
Biosíntesis de ácidosgrasos en el citosol
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Nucleótidos de adenina
![Page 39: Teórico Bioenergética 2da Parte - IIB€¦ · Microsoft PowerPoint - Teórico Bioenergética 2da Parte Author: Dante Created Date: 4/8/2018 10:52:31 PM](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050108/5f45f224acbd377db3506be4/html5/thumbnails/39.jpg)
Nucleótidos de adenina
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Nucleótidos de flavina
![Page 41: Teórico Bioenergética 2da Parte - IIB€¦ · Microsoft PowerPoint - Teórico Bioenergética 2da Parte Author: Dante Created Date: 4/8/2018 10:52:31 PM](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050108/5f45f224acbd377db3506be4/html5/thumbnails/41.jpg)
Nucleótidos de flavina