Metabolismo Celular: Síntesis y Degradación de Biomoléculas

Unión Aminoácido-ARNt

1. La aminoacil-ARNt sintetasa se une al ATP y al aminoácido, formando el aminoacil-adenilato y liberando pirofosfato.
2. Se forma el 5-aminoacil adenilato que se une al ARNt y sale AMP.
3. El aminoácido se transfiere desde el aminoacil-AMP a un grupo hidroxilo del ARNt. Dependiendo a qué carbono se una, puede dar aminoácidos grandes (2') o pequeños (3').

Síntesis de Nucleótidos de Purina

Añadimos un grupo amino al carbono 1 de la ribosa-5-fosfato, supliendo el grupo pirofosfato. El grupo amino se toma de la glutamina.

Se consume la glutamina (usando glicina, bicarbonato, aspartato y 2-formil-THF) obteniendo IMP, que da lugar a...

En la regulación se encuentran 4 puntos de control que inhiben las reacciones.

Diferentes Niveles Estructurales de las Proteínas

Existen 40 tipos de estructura de proteína, teniendo funcionalidad los dos últimos.

Estructura 1ª:

Secuencia lineal de los aminoácidos unidos por enlace peptídico.

Estructura 2ª:

Enrollamiento de esta secuencia lineal, pasa a tener forma tridimensional. Existen dos tipos:

• α-hélice: Enrollamiento de la cadena de forma helicoidal. En esta estructura se presentan puentes de hidrógeno entre el CO de un aminoácido y el NH del cuarto por detrás, se repite durante lo largo de la hélice y su fuerza es relativamente pequeña. La repetición de muchos de estos enlaces da lugar a una fuerza suficiente para mantener la estructura tridimensional estable.
• β-plegada: Cadenas plegadas en forma de hoja unidas por puentes de hidrógeno. Según la orientación de estas, existen 2 tipos:
  • Antiparalelas: Se enfrentan en direcciones contrarias, los puentes de hidrógeno se forman paralelos y con una distancia de 7 Å.
  • Paralelas: 2 cadenas o fragmentos de una misma se enfrentan en la misma dirección, los puentes de hidrógeno son de forma oblicua, por tanto, la distancia entre residuos es de 6 Å.

Estructura 3ª:

Es la combinación de la estructura secundaria (α-hélice y β-plegada). La unión de estas estructuras se denomina bucles y sirven también para estabilizar. Es el primer nivel funcional.

Estructura 4ª:

Es la combinación de varias cadenas polipeptídicas con estructura terciaria. Esta es la estructura más compleja.

Modelo Llave-Cerradura

Las enzimas presentan un sitio fijo en el cual encaja perfectamente el sustrato. Esto induce a la disminución de la energía de activación.

Su funcionamiento es la unión del sustrato al sitio activo, catálisis y formación de productos (sin modificar la estructura de la enzima).

Modelo Ajuste Inducido

Modelo actual y que mejor se refleja a la realidad.

La enzima interacciona con el sustrato y se produce un cambio en su estructura, que a su vez provoca un cambio en su sitio activo, permitiendo el acoplamiento correcto del sustrato.

Cuando la estructura inducida interacciona con el sustrato se denomina "estado de transición".

Cuando finaliza la catálisis, aparecen los productos finales y la enzima recupera su forma.

Biosíntesis de Ácidos Grasos

1. Acetil-CoA se une al dominio KS (soltando CoA) y se une al acetil del grupo SH formando β-acetil-ACP.
2. El dominio ACP se va uniendo al malonil-CoA liberando el CoA.
3. Tenemos el acetil unido al dominio KS y al malonil con el ACP.
4. El malonil entra en contacto con el acetil liberando CO₂, dando lugar a una molécula de 4 carbonos.
5. Para alcanzar los 16C del palmítico, el ciclo se repite hasta obtenerlos.

Transaminación (Citoplasma)

La enzima coge el grupo amino de los aminoácidos y lo lleva al α-cetoglutarato, dando glutamato.

Los aminoácidos pasan a un α-cetoácido.

El glutamato obtiene los grupos aminos y pasa a la mitocondria para la desaminación oxidativa.

Desaminación Oxidativa (Mitocondria)

El NAD⁺ capta los electrones, así que por cada glutamato obtenemos NADH.

Se libera el grupo amino en forma de amonio (quedando libre en la mitocondria).

Con la glutamato deshidrogenasa, el glutamato pasa a α-cetoglutarato.

Vías de Señalización Celular

Conjunto de sustancias y pasos que intervienen en la creación de una respuesta celular cuando llega una señal.

Llega la molécula señalizadora que actúa como señal extracelular, que debe ser recibida por la proteína receptora. Esta, a través de modificaciones, da lugar a las proteínas de señalización intracelular. Por último, se encuentran las proteínas diana que generan la respuesta.

Propiedades

• Alta especificidad: Por proteínas señalizadoras.
• Alta sensibilidad: Con poca concentración de moléculas señalizadoras.
• Alta afinidad entre receptores y moléculas señalizadoras.
• Cooperatividad en la unión ligando-receptor.
• Amplificación por cascadas enzimáticas.
• Desensibilización/adaptación: La propia respuesta puede anular el receptor.
• Integración.

Acoplamiento Energético

El ADP y el Pi, mediante la fotosíntesis o la respiración celular, forman el ATP, que es la forma de almacenamiento de energía. A su vez, pueden crearse otro tipo de coenzimas conservando electrones de alto potencial.

El ATP es utilizado para procesos de biosíntesis, trabajo mecánico y transporte activo.

Reacciones y Enzimas de la Síntesis de Glucógeno: Glucogenogénesis

1. La glucosa se fosforila (hexoquinasa o glucoquinasa) a glucosa-6-fosfato.
2. La glucosa-6-fosfato se convierte en glucosa-1-fosfato (fosfoglucomutasa).
3. La glucosa-1-fosfato (UTP + pirofosforilasa) se convierte en UDP-glucosa y pirofosfato.
4. UDP-glucosa + glucogenina (glucógeno sintasa y glucosil 4,6 transferasa) → glucógeno.