Bioquimica 3° Año Medicina

1. INTRODUCCION AL
METABOLISMO
INTERMEDIO
BIOENERGETICA
REALIZADO POR: DRA. MONICA C. DIB Y DR. JORGE L. BARRIOLA
CATEDRA DE BIOQIMICA.
CATEDRA DE MEDICINA, SEDE LA RIOJA
IUCS, FUNDACION BARCELO.

2. BIOENERGETICA
• ES LA RAMA DE LA TERMODINA-
MICA QUE SE OCUPA DEL ESTU-
DIO DE LA ENERGIA EN LOS SIS-
TEMAS BIOLOGICOS

3. PRINCIPIOS DE LA
TERMODINAMICA
• 1º PRINCIPIO O PRINCIPIO DE CONSERVA-
CION DE LA ENERGIA
– EN TODA REACCION QUIMICA LA ENERGIA
TOTAL DEL UNIVERSO SE MANTIENE CONS-
TANTE
– E universo = E sistema + E entorno = constante

4. PRINCIPIOS DE LA
TERMODINAMICA
• ENTROPIA: ES UNA FUNCION DE ESTA-
DO QUE DENOTA EL DESORDEN
• 2º PRINCIPIO O PRINCIPIO DE LA MAXI-
MA ENTROPIA.
– EN TODA REACCION QUIMICA LA ENTRO-
PIA DEL UNIVERSO SIEMPRE AUMENTA.
– S universo = S sistema + S entorno = Aumenta

5. ENERGIA LIBRE
• COMO:
∆ S ES DIFICIL DE MEDIR Y DE POCA UTILI-
DAD PARA PREDECIR LA OCURRENCIA O NO
DE UN PROCESO QUIMICO.
• SE OPTO POR UTILIZAR LA ENERGIA LI-
BRE (G).
• ENERGIA LIBRE (G): ES LA ENERGIA UTI
LIZABLE PARA REALIZAR TRABAJO A
TEMPERATURA Y PRESION CONSTANTE.

6. ENERGIA LIBRE
−∆G: VARIACION DE LA ENERGIA LIBRE
− ∆G = G FINAL – G INICIAL
− ∆G = + POSITIVO
- G FINAL MAYOR QUE G INICIAL
- NO OCURRE ESPONTANEAMENTE
− ∆G = - NEGATIVO
- G FINAL MENOR QUE G INICIAL
- OCURRE ESPONTANEAMENTE

7. ENERGIA LIBRE
• EN UNA REACCION QUIMICA
– A + B C + D
• ∆ G = ∆ Gº + RT ln [C] . [D] =
[A] . [B]
• 2 TERMINOS:
♦ ∆ Gº : VARIACION ENERGIA LIBRE STANDARD
♦ R (Cte de los gases)
T (Temperatura absoluta) .
ln (logaritmo natural) [C] . [D] (relación [productos] )
[A] . [B]

8. ENERGIA LIBRE STANDARD
∆ G = ∆ Gº + RT ln [C] . [D] =
[A] . [B]
• SI ESTAMOS EN EL EQUILIBRIO EL SISTEMA
NO PUEDE REALIZAR TRABAJO Y ∆G = 0
• POR LO TANTO:
0 = ∆ Gº + RT ln [C] . [D] =
[A] . [B]
Y REORDENANDO:
∆Gº = - RT ln [C] . [D] =

9. ENERGIA LIBRE STANDARD
∆ Gº = - RT ln [C] . [D] =
[A] . [B]
- si [C] . [D] = 1 ln 1 = 0 ∆ Gº = - RT 0 = 0
[A] . [B]
- si [C] . [D] = > 1 ln > 1 = + n ∆ Gº = - RT + n
[A] . [B]
∆ Gº = - n por lo tanto la reacción ocurre como esta
planteada y es exoergónica
- si [C] . [D] = < 1 ln < 1 = - n ∆ Gº = - RT - n
[A] . [B]
∆ Gº = + n por lo tanto la reacción no ocurre como es-

10. METABOLISMO INTERMEDIO
• CONJUNTO DE REACCIONES BIOSINTETICAS
Y BIODEGRADATIVAS QUE OCURREN EN EL
ORGANISMO
• FINALIDADES:
– OBTENCION DE MATERIAS PRIMAS
– OBTENCION DE ENERGIA MEDIANTE LA DEGRA-
DACION DE MOLECULAS COMBUSTIBLES
– PRODUCCION DE MACROMOLECULAS
– DEGRADACION DE BIOMOLECULAS
– ELIMINACION DE DESECHOS METABOLICOS

11. METABOLISMO
• PROCESOS ANABOLICOS:
– SON PROCESOS DE BIOSINTESIS
• PROCESOS CATABOLICOS
– SON PROCESOS DE BIODEGRADACION
• PROCESOS ANFIBOLICOS
– SON PROCESOS DE BIOSINTESIS Y BIODEGRADA-
CION
• METABOLITO:
– CADA UNO DE LOS INTERMEDIARIOS QUIMICOS
DE UN PROCESO METABOLICO DADO

12. ANABOLISMO VS CATABOLISMO
• ANABOLISMO:
– BIOSINTETICO
– REACCIONES ENDO-
ERGONICAS (∆Gº= + n)
– REDUCTIVO
• GASTA COENZIMAS
REDUCIDAS (NADPH2)
– GASTA ENERGIA
• GASTA ATP
– ∆S = - (NEGATIVO)
• DE COMPUESTOS SIM-
PLES A COMPLEJOS.
• CATABOLISMO
– BIODEGRADATIVO
– REACCIONES EXOER-
GONICAS (∆Gº= - n)
– OXIDATIVO
• FORMA COENZIMAS
REDUCIDAS (NADH2 Y
FADH2)
– PRODUCE ENERGIA
• FORMA ATP
– ∆S = + (POSITIVO)
• DE COMPUESTOS COM-
PLEJOS A SIMPLES.

13. REGULACION METABOLICA
VARIACION DE LA
ACTIVIDAD
ENZIMATICA
FEED-BACK
MODIFICACION
COVALENTE
PROTEOLISIS
IONES METALICOS
COMPARTIMENTA-
LIZACION
VARIACION DE LA
CONCENTRACION
POR HORMONAS
INDUCCION-

14. ENLACES FOSFATO DE
ALTA ENERGIA
• CONCENTRACION ATP,
ADP, AMP : 5-15 Mm
• ATP = CTE.
ADP+AMP
• ATP+H2O ADP - 7.3 Kcal
mol
• ADP+H2O AMP - 7.3 Kcal
mol
• AMP+H2O A - 3.4 Kcal
mol

15. ENLACES FOSFATO DE ALTA ENERGIA
COMPUESTO ∆Gº
FOSFOENOLPIRUVATO - 14.8 Kcal/mol
COMPUESTOS
MACROERGICOS
2-3, DIFOSFOGLICERATO - 11.8 Kcal/mol
FOSFOCREATINA - 10.3 Kcal/mol
FOSFATO DE ACETILO - 10.1 Kcal/mol
FOSFOARGININA - 7.7 Kcal/mol
ATP - 7.3 Kcal/mol
GLUCOSA 1 P - 5.0 Kcal/mol
COMPUESTOS
MICROERGICOS
FRUCTOSA 6 P - 3.8 Kcal/mol
GLUCOSA 6 P - 3.3 Kcal/mol
GLICEROL 1 P - 2.2 Kcal/mol

16. ENLACES FOSFATO DE
ALTA ENERGIA
C O PO3 H2
C
FOSFATO DE ENOL
C N O PO3 H2
O
FOSFATO DE
AMIDINA
P O PO3 H2
O
ANHIDRIDO DE
ACIDO
C O PO3 H2
O
FOSFATO DE
ACIDO
C S Co A
O
TIOESTER

17. INTERCONVERSION DE
NUCLEOTIDOS
• ATP + AMP 2 ADP
ADENILATOQUINASA
• ATP + GDP ADP + GTP
NUCLEOTIDODIFOSFATOQUINASA
• ATP + CDP ADP + CTP
NUCLEOTIDODIFOSFATOQUINASA
• ATP + UDP ADP + UTP
NUCLEOTIDODIFOSFATOQUINASA
• ATP + TDP ADP + TTP
NUCLEOTIDODIFOSFATOQUINASA

18. REACCIONES ACOPLADAS
• GLUCOSA + P GLUCOSA 6 P ∆ Gº= +3.3 Kcal
mol
ES UNA REACCION ENDOERGONICA QUE NO OCURRIRA
ESPONTANEAMENTE SI NO SE LE DA ENERGIA
• GLUCOSA + Pi GLUCOSA 6 P + H2O ∆ Gº= +3.3 Kcal
mol
ATP + H2O ADP + Pi ∆ Gº= -7.3 Kcal
mol
GLUCOSA + ATP GLUCOSA 6 P + ADP ∆ Gº= -4.0 Kcal
mol
AHORA LA REACCION ACOPLADA ES EXOERGONICA Y
OCURRIRA ESPONTANEAMENTE

19. CUESTIONARIO
1) CON QUE SE RELACIONAN LOS 2 PRINCIPIOS DE LA TERMODINA-
MICA?
2) QUE ES LA ENERGIA LIBRE, LA VARIACION DE ENERGIA LIBRE
(∆G)?
3) QUE INDICA EL ∆G EN RELACION A LA OCURRENCIA O NO DE
UNA REACCION QUIMICA Y LA ABSORCION O LIBERACION DE
ENERGIA POR UNA REACCION?
4) QUE ES UN PROCESO ANABOLICO, CATABOLICO Y ANFIBOLICO?
5) QUE CARACTERISTICAS POSEEN EL ANABOLISMO Y EL CATA-
BOLISMO.
6) QUE FORMAS CONOCE DE REGULACION DE UN CAMINO META-
BOLICO?
7) COMO SE CLASIFICAN LOS COMPUESTO DE ACUERDO A SU CON-
TENIDO ENERGETICO Y QUE PAPEL JUEGA EL ATP EN RELACION
A ELLOS?
8) QUE ES UNA REACCION ACOPLADA?