Conceptos básicos de bioquímica: Enzimas, carbohidratos y metabolismo

Nucleósido

Es una molécula monomérica orgánica que integra las macromoléculas de ácidos nucleicos que resultan de la unión covalente entre una base nitrogenada con una pentosa que puede ser ribosa o desoxirribosa.

Nucleótido

Compuesto químico orgánico fundamental de los ácidos nucleicos, constituido por una base nitrogenada, un azúcar y una molécula de fosfato.

Oligonucleótido

Es una secuencia corta de ADN o ARN, con 50 pares de bases o menos.

Polinucleótido

Es una molécula orgánica del polímero abarcada de los monómeros del nucleótido covalente enlazados en una cadena.

Reacciones enzimáticas

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a) ¿Cuáles son los aspectos característicos de las reacciones enzimáticas? ¿Qué propiedades presentan las enzimas que las diferencian de otros catalizadores?:

a) Capacidad de acelerar mucho la reacción, desde 10⁶ hasta 10¹⁸ veces. Elevada especificidad por un sustrato.

b) ¿Es cierto que todas las enzimas conocidas son de naturaleza polipeptídica?:

b) No. Algunas enzimas son moléculas de RNA. Se las llama ribozimas.

c) ¿Qué tipo de interacciones se ejercen entre la enzima y el sustrato para formar el complejo ES?:

c) Interacciones débiles no covalentes (iónicas o electrostáticas, enlaces de hidrógeno, enlaces de Van der Waals, efecto hidrófobo). En algunos casos, la enzima o su coenzima forman un enlace covalente con el intermediario de reacción, que luego se revierte regenerando la enzima intacta.

d) ¿Qué es la constante de Michaelis?:

d) Se puede definir de varias formas: (a) una combinación de constantes de velocidad de formación y desaparición del complejo E·S; (b) el valor de concentración de sustrato que proporciona la mitad de la velocidad máxima de catálisis; (c) el valor de concentración de sustrato para el cual están ocupados la mitad de los sitios activos de la enzima.

e) Define k_cat:

e) El nº de moléculas de sustrato convertidas en producto por un solo centro activo, por unidad de tiempo. En el modelo de Michaelis y Menten coincide con la constante de velocidad de la conversión del complejo E·S en producto.

f) ¿Bajo qué condiciones podemos asegurar que medimos velocidades iniciales? ¿Puede medirse velocidad inicial fuera de estas condiciones?:

f) Cuando la concentración del producto es aún muy baja.

g) ¿Qué es el número de recambio?:

g) Lo mismo que k_cat (pregunta e).

h) (Avanzada) ¿Cómo varía la velocidad inicial para [S]<m y para [S]>>K_m?:

h) Para [S]<m la velocidad inicial de reacción es proporcional a la concentración de sustrato (lo que se conoce como cinética de orden uno). Para [S]>>K_m la velocidad inicial de reacción es independiente de la concentración de sustrato (cinética de orden cero).

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Se ha medido la actividad de una preparación de invertasa en 10 ml totales de una mezcla de reacción con sacarosa 0.2 M y tampón acetato 20 mM, pH=4.77 (K_m = 61 mM). Al cabo de 20 minutos se han hidrolizado 18 µmol de sustrato. Calcula la concentración de actividad enzimática en la muestra.

[AE] = 18 µmol / ( 10 ml × 20 min ) = 90 µM/min = 90 U/L

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La tabla muestra los resultados obtenidos al determinar K_m y v_máx para 3 isoenzimas. En todos los casos se utilizaron las mismas condiciones de reacción (pH, T, fuerza iónica), el volumen final de la reacción fue de 10 ml y se agregó enzima hasta una concentración final de 10 pM.

a) ¿Qué isoenzima muestra más afinidad por el sustrato?:

a) La isoenzima "C" (tiene menor K_m, une más sustrato para una concentración dada)

b) ¿Cuál de las 3 isoenzimas tiene mayor número de recambio?

b) El nº de recambio es k_cat. Lo tiene mayor la que muestre mayor v_máx, es decir, la isoenzima "A"

Unión de monosacáridos

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En relación con la unión de monosacáridos para formar di-, oligo- y polisacáridos:

a) indica cómo se llama el enlace que forman:

a) enlace O-glicosídico (también vale O-glucosídico)

b) indica entre qué atomos se establece dicho enlace:

b) entre el OH del carbono anomérico y uno de los OH (anomérico o no) del otro monosacárido (Se pierde agua; puede considerarse también que el enlace une dos carbonos, uno de ellos el anomérico)

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Para cada uno de los polisacáridos siguientes, indica (1) el tipo de enlace que los forma (posición de los átomos enlazados y configuración del carbono anomérico); (2) su función; (3) el tipo de organismo en donde se encuentran:

• a) glucógeno;
• b) amilosa;
• c) celulosa;
• d) amilopectina

a) 1) alfa 1-4 y también alfa 1-6 ; 2) reserva energética; 3) animales

b) 1) alfa 1-4 ; 2) reserva energética; 3) vegetales

c) 1) beta 1-4 ; 2) estructural, soporte mecánico; 3) vegetales

d) 1) alfa 1-4 y también alfa 1-6 ; 2) reserva energética; 3) vegetales

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¿Cuántos extremos reductores y cuántos extremos no reductores poseen los siguientes glúcidos?

• a) sacarosa;
• b) maltosa;
• c) amilosa;
• d) amilopectina;
• e) glucógeno;
• f) celulosa

a) ninguno reductor; b) uno y uno; c) uno y uno; d) uno reductor, cientos no reductores; e) uno reductor, cientos no reductores (aunque el reductor está bloqueado por su unión a la glucogenina); f) uno y uno

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Empareja las definiciones con los nombres: