Moléculas Energéticas

Alfa cetoglutarato deshidrogenasa EC 1.2.4.2 ΔG°=-33KJ/mol

Ruta Metabólica: Quinta reacción del ciclo de Krebs.

La enzima Alfa-cetoglutarato deshidrogenasa u oxoglutarato deshidrogenasa (succinil transferidora), EC 1.2.4.2, está presente en la matriz mitocondrial y forma parte del complejo multienzimático 2-oxoglutarato deshidrogenasa en la que múltiples copias de la alfa-cetoglutarato deshidrogenasa (E1) están unidas a un núcleo de moléculas de la dihidrolipoil-lisina-residuo succiniltransferasa (E2) que a su vez también se une a varias moléculas de la dihidrolipoil deshidrogenasa (E3). La alfa-cetoglutarato deshidrogenasa no actúa

sobre lipoamidas o lipoil lisinas libres. El complejo 2-oxoglutarato deshidrogenasa cataliza la conversión global del 2 oxoglutarato a succinil-CoA y dióxido de carbono.

Referencias bibliográficas

Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Alfa cetoglutarato deshidrogenasa. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Alfa-cetoglutarato_deshidrogenasa. Acceso 4 de Abril de 2012.

Glucógeno sintasa EC 2.4.1.11 ΔG°=-13.4 KCal/mol

Ruta Metabólica: Participa en la Síntesis del Glucógeno (Glucogénesis).

La glucógeno sintasa (EC 2.4.1.11) es una enzima que participa en la síntesis del glucógeno. Cataliza la reacción de transferencia del grupo glucosil de la UDP-glucosa al polímero glucógeno en formación mediante un enlace glucosídico α(1→4).1

La enzima almidón sintasa utiliza ADP-glucosa en vez de UDP-glucosa. La glucógeno sintasa activa de los tejidos animales es un complejo de la subunidad catalítica y la proteína glucogenina. La enzima requiere glucogenina glucosilada como iniciador de la polimerización. La glucogenina glucosilada es el producto de reacción de la enzima glucogenina glucosiltransferasa.

Referencias bibliográficas

Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Glucógeno SIntasa. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Gluc%C3%B3geno_sintasa. Acceso 4 de Abril de 2012.

Fructosa 1-6 bifosfatasa (C6H14O12P2 ) ΔG°= -16.3 KCal/molNombre IUPAC: [(3S,4S,5R)-2,3,4-Trihidroxi -5-(fosfonooximetil)oxolano-2-il] metil dihidrógeno fosfato

Ruta Metabólica: Glucólisis (es un intermediario de la glucólisis).

La fructosa-1,6-bisfosfato es una molécula de fructosa fosforilada en los carbonos 1 y 6. La forma β-D de este compuesto es muy común en las células. Son rápidamente convertidas a sus respectivas forma fosforiladasfructosa-6-fosfato, con el fin de impedir que puedan atravesar la membrana plasmática y difundir al medio extracelular. Será fosforilada

posteriormente para dar lugar a la fructosa-1,6-bifosfato y seguir la ruta glicolítica.

La fructosa-1,6-bisfosfato es un intermediario de la glucólisis. Es producida por la fosforilación de la fructosa-6-fosfato y posteriormente hidrolizada en dos compuestos, gliceraldehido 3-fosfato y dihidroxiacetona fosfato. Además, actúa como un activador alostérico de la piruvato quinasa. La posición de los carbonos en la estructura de la fructosa-1,6-bifosfato es indicativa de cuál será el destino de estos átomos de carbono en el metabolismo energético.

Referencias bibliográficas

Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Fructosa 1, 6 bifosfato. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Fructosa-1,6-bifosfato. Acceso 4 de Abril de 2012.

Fosfocreatinina ΔG°= -43.1 KJ/mol

Es una molécula de creatina fosforilada la cual es una importante almacenadora de energía en el músculo esquelético.

Se sintetiza en hígado, riñones, páncreas. Y se almacena en los músculos. El aminoácido Glicina participa en la síntesis de la fosfocreatinina.Cuando existe una demanda repentina de energía disminuye la concentración de ATP, la PCr se utiliza para

restablecer el ATP a una velocidad considerablemente mayor que la que puede ser sintetizada en las vías catabólicas. Cuando la demanda de ATP disminuye, en pro del catabolismo, el ATP es utilizado para regenerar la reserva de PCr por la reacción reversa de la creatina cinasa.

Fosfocreatina2- + H2O ® creatina + 2 Pi D

Referencias bibliográficas

Bioquímica y Biología molecular en línea (sitio en internet). La Fosfocreatinina. Disponible en: http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/fosfocreatina.html. Acceso 4 de Abril de 2012.

Pirofosfato (PPi) ΔG°= -33.5 KJ/mol

Los pirofosfatos son los aniones, sales, y ésteres del ácido pirofosfórico. El anión se abrevia PPi y se forma por la hidrólisis deATP para formar AMP en la célula. Esta hidrólisis se conoce como pirofosforolisis:

ATP → AMP + PPi

El anión pirofosfato tiene una estructura P2O74−, y es un ácido anhidro del fosfato. Es

inestable en disolución acuosa y se hidroliza rápidamente formando fosfato inorgánico:

P2O74− + H2O → 2 HPO4

2−

Desde el punto de vista del enlace entre fosfatos, se requieren dos reacciones de fosforilación para obtener la hidrólisis del ATP a AMP y PPi. Implica la conversión de trifosfato de adenosina celular (ATP) para la adenosina monofosfato (AMP).

Referencias bibliográficas

Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Pirofosfato. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Pirofosfato. Acceso 4 de Abril de 2012.

Lular.es (sitio en internet). Pirofosfato. Disponible en: http://lular.es/a/ciencia/2012/02/Que-es-Pirofosfato.html. Acceso 4 de Abril de 2012.

Fosfoenolpiruvato EC: 4.1.1.32 ΔG= -14.8 Kcal/mol

Ruta Metabólica: glucólisis, gluconeogénesis, ruta 8 del ciclo de krebs.

La enzima Fosfoenolpiruvato carboxiquinasa pertenece a la clase Transferasa. De localización intracelular (entre mitocondria y citoplasma) que interviene en la transformación de oxalacetato en fosfoenolpiruvato. Es una enzima compleja que incorpora fósforo con un sistema enzimático específico como son las quinasas que incorporan el mismo radical de antes (radical fosfórico) al

sustrato. En la actividad de este enzima a la vez se produce la liberación de CO2 como producto residual por lo que la molécula pierde un radical ácido o carboxilo. Esta enzima actúa, por un lado, en hígado, corteza renal y tejido adiposo blanco, y por otro en músculo esquelético de contracción rápida, pulmón, yeyuno y cerebro.

Referencias bibliográficas

Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Fosofoenolpirutvato. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_fosfoenolpir%C3%BAvico. Acceso 4 de Abril de 2012.

Succinil Co-A   E.C: 6.2.1.4 ΔG= -8KCal/molRuta Metabólica: Ruta 6 del ciclo de krebs.

Es una enzima que cataliza la reacción reversible desde succinato a succinil-CoA. Para la realización de esta reacción consume un nucleótido-trifosfato (ATP o GTP). Por ello se distinguen dos enzimas diferentes:

Formadora de GDP (EC 6.2.1.4): succinato + CoA + GTP succinil-CoA + fosfato + GDP

Formadora de ADP (EC 6.2.1.5): succinato + CoA + ATP succinil-CoA + fosfato + ATP

Esta enzima juega un papel importante como uno de los catalizadores que participan en el ciclo de Krebs, una ruta metabólica central en el metabolismo celular. La enzima se localiza en la matriz mitocondrial de la célula y su actividad óptima se consigue a una temperatura de 37° C y a un pH comprendido entre 7.0 y 8.0.

Referencias bibliográficas

Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Succinil Co-A. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Succinil-CoA_sintetasa. Acceso 4 de Abril de 2012.

Adenosintrifosfato (ATP) EC: 4.1.1.49  ΔG: -7.3KCal/molRuta Metabólica: Glucólisis, ciclo de krebs, fosforilación oxidativa, ATPasa, bomba de sodio-potasio.

Es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada (adenina) unida al carbono 1 de un azúcar de tipopentosa, la ribosa, que en su carbono 5 tiene enlazados tres grupos fosfato. Se produce durante la fotorrespiración y la respiración celular, y es consumido por muchas

enzimas en la catálisis de numerosos procesos químicos.

Referencias bibliográficas

Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). ATP. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Adenos%C3%ADn_trifosfato. Acceso 4 de Abril de 2012.

Citrato sintasa EC: 2.3.3.1 ΔG: -7.5 Kcal/molRuta Metabólica: Cataliza la primera reacción del ciclo de krebs.

Es una enzima que existe en casi todas las células. En las células eucariotas la citrato sintasa se localiza en la matriz mitocondrial, pero es codificada por ADN nuclear en vez de por ADN mitocondrial. Es sintetizada por ribosomas citoplasmáticos y entonces transportada a la matriz mitocondrial. La citrato sintasa se utiliza comúnmente como marcador enzimático cuantitativo para la presencia de mitocondrias intactas. Cataliza la reacción de

condensación del acetato, proveniente del acetil-CoA, y del oxaloacetato para formar citrato. El oxaloacetato es regenerado después de completar el ciclo de Krebs.

Acetil-CoA + Oxaloacetato + H2O Citrato + CoA-SH

El oxaloacetato es el primer sustrato que se une a la enzima. Este induce a la enzima a cambiar su conformación y crea un sitio de unión para el acetil-CoA. Cuando el citroil-CoA se ha formado, la enzima sufre otro cambio conformacional que causa la hidrólisis del tioéster liberando coenzima A. Esto asegura que la energía liberada por la rotura del enlace tioéster conduce la reacción.

Referencias bibliográficas

Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Citrato Sintasa. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Citrato_sintasa. Acceso 4 de abril de 2012.

Fructosa-6-fosfato EC: 5.3.1.9 ΔG: -3.8 Kcal/molRuta Metabólica: Glucólisis

Es una molécula de fructosa fosforilada en el carbono 6. La forma β-D de este compuesto es muy común en las células. La gran mayoría de las moléculas de glucosa y fructosa que entran en la célula son rápidamente convertidas a sus respectivas formas fosforiladas, glucosa-6-fosfato y fructosa-6-fosfato, con el fin de impedir que puedan atravesar la membrana plasmática y difundir al medio extracelular, algo muy

difícil al poseer un grupo cargado como es el fosfato en su estructura.

Referencias bibliográficasWikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Fructosa 6 fosfato. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Fructosa-6-fosfato. Acceso 4 de Abril de 2012.

Fosfocreatina (PCr) ΔG°=-10.3Kcal/molRuta Metabólica: Producción de fosfocreatina.

Descubierta por David Nachmansohn. Es una molécula almacenadora de energía en el músculo esquelético, catalizada por Creatinquinasa

La concentración de PCr, en el músculo esquelético es a aproximadamente de 30 mM, más o menos 10 veces la concentración de ATP, y en otros tejidos como en el músculo liso, cerebro y riñón es de 5 a 10 mM. Es usado para generar, de forma anaeróbica, ATP del ADP.

Cuando existe una demanda repentina de energía disminuye la concentración de ATP, la PCr se utiliza para restablecer el ATP a una velocidad considerablemente mayor que la que puede ser sintetizada en las vías catabólicas. Cuando la demanda de ATP disminuye, en pro del catabolismo, el ATP es utilizado para regenerar la reserva de PCr por la reacción reversa de la creatina cinasa.

Referencias bibliográficas

Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Fosfocreatina. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Fosfocreatina. Acceso 4 de Abril de 2012.

Glicerato 1,3 difosfato (DPG) ΔG°=-11.8Kcal/mol Ruta Metabólica: Ciclo de Calvin

El DGP facilita la liberación de oxigeno a los tejidos, y tiene por finalidad evitar la formación de 3- fosfoglicerato y ATP. Está presente en el eritrocito en una concentración de 1 mol BPG/ mol de hemoglobina y se une con fuerza a la desoxihemoglobina, manteniéndola en estado desoxigenado facilitando la liberación de oxígeno. El incremento en la concentración de difosfoglicerato

facilita la liberación de oxigeno a los tejidos mediante la disminución en la afinidad de la hemoglobina para el oxigeno. De esta manera el eritrocito cuenta con un mecanismo interno para la regulación de aporte de oxígeno a los tejidos.

Referencias bibliográficasBionova (sitio en internet). Ciclo de Calvin. Disponible en: http://www.bionova.org.es/animbio/anim/ciclocalvin.swf. Acceso 4 de Abril de 2012.

Carbamoil fosfato (CPs) ΔG°=-12.3Kcal/mol Ruta Metabólica: Ciclo de la urea

CPS técnicamente, no es una enzima del ciclo. Cataliza la condensación y activación de amonio y ácido carbónico (HCO3) para formar carbamoil fosfato, en donde se encuentra ya el primer nitrógeno de los dos que tendrá la

urea. Esta reacción, necesita de la hidrólisis de 2 ATP. Los eucariontes tienen 2 formas de CPS, una mitocondrial (CPS I que usa amonio y participa en la biosíntesis de urea) y una citosólica (CPS II que usa glutamato y participa en la biosíntesis de pirimidina).

Reacción Irreversible y es el paso limitante del ciclo.

2ATP + HCO3- + NH3 H2N-C-OP32- + 2ADP + Pi

Referencias bibliográficasWikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Carbamoil fosfato. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_de_la_urea. Acceso 4 de Abril de 2012.

Fosfoarginina ΔG°=-11.2Kcal/mol

Se encuentra exclusivamente en los invertebrados. Se producen en décimos de mM por kilogramo en el músculo, también se producen en el cerebro, para proteger este tejido vital de cualquier accidente transitorio de falta de ATP. Su función es el almacenamiento de la energía análoga, se basa en enzimas que catalizan el equilibrio con el ADP.

Una característica que lo hace perteneciente de las fofoguanidinas es su alto potencial de transferencia de grupos fosfato, en

consecuencia en mayor medida de la resonancia competitiva en su grupo guanidino.

Referencias bibliográficasBioquímica (sitio en internet). Fosfoarginina. Disponible en: http://books.google.com.mx/books?id=aDPwkniCkRgC&pg=PA238&lpg=PA238&dq=Fosfoarginina&source=bl&ots=DGTQxBU6CY&sig=EwGpN36Flt9fXpq2OR3SD3SzMv8&hl=es&sa=X&ei=wCl9T6mECoWi8QSuoK30DA&ved=0CB0Q6AEwAA#v=onepage&q=Fosfoarginina&f=false. Acceso 4 de Abril de 2012.

Acetil CoA ΔG°=-8.2Kcal/mol

Ruta Metabólica: Gluconeogénesis: síntesis de glucosa a partir de precursores no glucídicos. Biosíntesis de ácidos grasos y Biosíntesis de aminoácidos.

La acetil coenzima A (acetil-CoA) es un compuesto intermediario clave en el metabolismo, que consta de un grupo acetilo, de dos carbonos, unido de manera covalente a la coenzima A.

La acetil coenzima A se forma en numerosas rutas catabólicas, entre otras:

Descarboxilación oxidativa del ácido pirúvico. El ácido pirúvico sufre una descarboxilación oxidativa en el complejo piruvato deshidrogenasa de la matriz mitocondrial, antes de entrar al ciclo de Krebs, y un grupo carboxilo es eliminado en forma de dióxido de carbono, quedando un grupo acetilo (-CO-CH3) con dos carbonos que es aceptado por la coenzima A y se forma acetil-CoA, que es, por tanto, un compuesto clave entre la glucólisis y el ciclo de Krebs.

Referencias bibliográficasWikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Acetil-CoA. Disponible en:http://es.wikipedia.org/wiki/Acetil-CoA. Acceso 4 de Abril de 2012.

Acil-CoA Deshidrogenasa EC 1.3.99.3 ΔG°=-28.8KJ/mol Ruta Metabólica: oxidación de ácidos grasos

Las acil-CoA deshidrogenasas son enzimas que intervienen en la primera de las cuatro reacciones que constituyen la β-oxidación, la principal ruta metabólica de oxidación de los

ácidos grasos. En la clasificación de las enzimas corresponde al grupo de las oxidorreductasas.

Las acil-CoA deshidrogenasas catalizan la deshidrogenación de los carbonos 2 y 3 (α y β, respectivamente) de un acil-CoA graso, con lo que se forma un doble enlace entre dichos carbonos.

Referencias bibliográficasWikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Acil CoA deshidrogenasa. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Acil-CoA_deshidrogenasa. Acceso 4 de Abril de 2012.

Aldosa ΔG°=-24KJ/mol

Una aldosa es un monosacárido (un glúcido simple) cuya molécula contiene un grupo aldehído, es decir, un carbonilo en el extremo de la misma. Su fórmula química general es CnH2nOn (n>=3). Los carbonos se numeran desde el grupo aldehído (el más oxidado de la molécula) hacia abajo. Con solo 3 átomos de carbono, el gliceraldehído es la más simple de todas las aldosas.

Las aldosas isomerizan a cetosas en la transformación de Lobry-de Bruyn-van Ekenstein. Las aldosas difieren de las cetosas en que tienen un grupo carbonilo al final de la cadena carbonosa, mientras que el grupo carbonilo de las cetosas lo tienen en el medio.

Referencias bibliográficasWikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Aldosa. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Aldosa. Acceso 4 de Abril de 2012.

Citrato sintasa EC 2.3.3.1 ΔG°=-31.5 KJ/mol

Ruta Metabólica: cataliza la primera reacción del ciclo de Krebs.

Es una enzima que existe en casi todas las células y cataliza la primera reacción del ciclo de Krebs. En las células eucariotas la citrato sintasa se localiza en la matriz mitocondrial, pero es codificada por ADN nuclear en vez de por ADN mitocondrial. Es sintetizada por ribosomas citoplasmáticos y entonces transportada a la matriz mitocondrial. La citrato sintasa se utiliza comúnmente como marcador enzimático cuantitativo para la presencia de mitocondrias intactas.

La citrato sintasa cataliza la reacción de condensación del acetato, proveniente del acetil-CoA, y del oxaloacetato para formar citrato. El oxaloacetato es regenerado después de completar el ciclo de Krebs.

Acetil-CoA + Oxaloacetato + H2O Citrato + CoA-SH

Referencias bibliográficas

Wikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Citrato sintasa. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Citrato_sintasa. Acceso 4 de Abril de 2012.

Guanosín Trifofato (GTP)ΔG°=-31KJ/mol

El guanosín trifosfato (GTP, del inglés «guanosine triphosphate»), también conocido como guanosina-5'-trifosfato, es uno de los nucleótidos trifosfato usados en el metabolismo celular junto al ATP, CTP, TTP y UTP.

Bioquímicamente, el GTP es 9-β-D-ribofuranosilguanina-5'-trifosfato, o también 9-β-D-

ribofuranosil-2-amino-6-oxo-purina-5'-trifosfato.

El GTP es un nucleótido cuya base nitrogenada es la purina guanina. Su función es similar a la del ATP, dado que también es utilizado como moneda energética. Además el GTP es el precursor de la base guanina en la síntesis de ADN (replicación) y en la de ARN (transcripción).

Por otro lado el GTP es esencial en ciertas vías de señalización, en las que actúa como activador de sustratos en reacciones metabólicas, al igual que hace el ATP pero de una forma más específica. En estas reacciones, como por ejemplo cuando se asocia a proteínas G, el GTP actúa como segundo mensajero, activando a la proteína G al unirse a ésta. Cuando la célula requiere cambiar el estado de activación de esa proteína, entra en acción una proteína GTPasa, que convierte el GTP del complejo GTP-proteína G, a GDP, liberando un sustrato GDP-proteína G inactivo.

Referencias bibliográficasWikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet). Guanosín trifosfato. http://es.wikipedia.org/wiki/Guanos%C3%ADn_trifosfato.Acceso de Abril de 2012.

Isocitrato deshidrogenasa (IDH) ΔG°=-21KJ/mol

Ruta Metabólica: participante en el ciclo de Krebs

La enzima Isocitrato deshidrogenasa (IDH) es una enzima importante del metabolismo de los carbohidratos participante en el ciclo de Krebs que cataliza la descarboxilación oxidativa del isocitrato en 2-oxoglutarato. La IDH es dependiente del NAD+ o NADP+. En los eucariotas existen al menos tres isozimas de la IDH.

Es la variante mitocondrial de la IDH1. Cataliza las reacciones de descarboxilación oxidativa del

isocitrato y del oxalosuccinato utilizando también exclusivamente NADP+ como aceptor de electrones. La proteína humana tiene una longitud de 452 aminoácidos y se presenta en homodímeros que necesitan por cada uno la unión de un catión magnesio o manganeso.

Isocitrato + NAD+ 2-oxoglutarato + CO2 + NADH

Referencias bibliográficasWikipedia la enciclopedia libre (sitio en internet).Isocitrato deshidrogenasa. Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Isocitrato_deshidrogenasa. Acceso 4 de Abril de 2012.