Bioquímica Metabólica Esencial: Conceptos Clave, Enzimas y Regulación Celular

Conceptos Fundamentales de Bioquímica y Bioenergética

Metabolismo de Nutrientes y Deficiencias

Carencia de Proteínas

Las proteínas no se acumulan, se utilizan constantemente.

Carencia de Glúcidos (Carbohidratos)

El organismo puede obtener energía de las grasas o de las proteínas.

Diferencia entre Piruvato y Ácido Pirúvico

La diferencia es un protón. El protón es crucial para el pH del medio. El piruvato se utiliza rápidamente porque la captación o cesión de protones alteraría el pH del citosol.

Diferencia entre Lactato y Ácido Láctico

La diferencia es un protón.

Bioenergética y Nucleótidos

Aporte del ATP en una Enzima

Funciona como coenzima.

Diferencia entre GTP y ATP

La diferencia radica en la base nitrogenada: GTP contiene Guanina y ATP contiene Adenina.

¿Por qué el GTP es considerado energía?

Porque la enzima nucleótido difosfoquinasa cataliza la transferencia de un grupo fosfato del GTP al ADP para formar ATP.

Alta Demanda de ATP y Fosfocreatina (PC)

Se utilizan las reservas de ATP. La fosfocreatina (PC) se degrada, separándose de su grupo fosfato y liberando una gran cantidad de energía.

Aspectos Clínicos y Regulación Hormonal

Formación de Queloides durante la Cicatrización

Desde el punto de vista bioquímico, se debe a la tendencia a formar un exceso de colágeno.

Consumo de Fructosa en Diabéticos (Bioquímica)

La conversión de fructosa a fructosa-6-fosfato es catalizada por la hexoquinasa. La fructosa no es insulino-dependiente para su entrada celular.

Hipoglucemia

Es una concentración baja de glucosa en sangre. (Nota: El estado de alta glucosa inactiva la fosforilación y activa la glucógeno sintetasa).

Enzimas Estimuladas por la Producción de Insulina

La producción de insulina estimula la expresión de enzimas clave como la piruvato quinasa y la fosfofructoquinasa.

Metabolismo de Carbohidratos: Gluconeogénesis y Glucólisis

Estequiometría de la Gluconeogénesis (Reacción Inversa de la Glicólisis)

Glucosa + 2Pi + 2NAD$^+$ $ ightarrow$ 2 Piruvato + 4 ATP + 2 NADH + 2H$^+$ + 2H$_2$O.

Precursores de la Gluconeogénesis

1. Lactato (proveniente del músculo).
2. Aminoácidos (provenientes del catabolismo proteico, ej. en anorexia).
3. Glicerol (proveniente de la célula adiposa).

Regulación del Metabolismo del Glucógeno

Se ajusta principalmente mediante regulación alostérica.

Conceptos Específicos de Enzimología y Vías Metabólicas

Contracción Muscular

• Proteína que forma parte de la contracción muscular: Troponina.
• Unidad básica de la contracción muscular: Sarcómero.

Vías Metabólicas Clave

• Liberación de CO$_2$: Ocurre en la descarboxilación del 6-fosfogluconato (vía de las pentosas fosfato).
• Hiperamonemia Tipo II: Falla de la enzima Ornitina Transcarbamilasa.
• Producto final de la fermentación alcohólica: Etanol.
• Reacción de Malato a Oxalacetato: Es una reacción endergónica.
• Sustrato clave para generar ATP: El Fosfoenolpiruvato (PEP) es un sustrato catalizador en una ruta metabólica para generar ATP.

Enzimas y Coenzimas

• Enzima que fosforila una hexosa (cargándola negativamente): Hexoquinasa.
• La Nucleótido Difosfoquinasa utiliza: ADP + GTP.
• La Triosafosfato Isomerasa participa en la formación de: PGAL (Gliceraldehído-3-fosfato).
• La Gliceraldehído-3-fosfato Deshidrogenasa requiere para su acción catalítica: NAD$^+$.
• Regulación más común de la actividad enzimática: Modificando la concentración de sustrato.
• Coenzimas oxidadas que se consumen en la glicólisis: 2 (moléculas de NAD$^+$).
• Moléculas de Oxalacetato producidas en 2 ciclos del Glioxilato: 4.
• Compuesto no relacionado con la acción de la Hexoquinasa: 2H$^+$.
• Enzima inhibida por la acción del fluoruro: Enolasa.

Metabolismo en Eritrocitos y Acetil-CoA

• Formación de ATP en los eritrocitos depende de: Glucólisis.
• Compuesto que no se relaciona con la formación de Acetil-CoA: Citrato (es un producto del Acetil-CoA en el ciclo de Krebs).