Enzimas, Metabolismo y Transporte Celular
Clasificación de las Enzimas
Las enzimas se clasifican en seis clases principales, cada una con funciones catalíticas específicas:
EC1 Oxidorreductasas: Catalizan reacciones de oxidorreducción o redox. Requieren la colaboración de coenzimas de oxidorreducción (NAD+, NADP+, FAD) que aceptan o ceden los electrones correspondientes. Tras la acción catalítica, estas coenzimas quedan modificadas en su grado de oxidación, por lo que deben ser recicladas antes de volver a efectuar una nueva reacción catalítica. Ejemplos: deshidrogenasas, peroxidasas.
EC2 Transferasas: Transfieren grupos activos (obtenidos de la ruptura de ciertas moléculas) a otras sustancias receptoras. Suelen actuar en procesos de interconversión de monosacáridos, aminoácidos, etc. Ejemplos: transaminasas, quinasas.
EC3 Hidrolasas: Catalizan reacciones de hidrólisis con la consiguiente obtención de monómeros a partir de polímeros. Actúan en la digestión de los alimentos, previamente a otras fases de su degradación. La palabra hidrólisis se deriva de hidro → ‘agua’ y lisis → ‘disolución’. Ejemplos: glucosidasas, lipasas, esterasas.
EC4 Liasas: Catalizan reacciones en las que se eliminan grupos H2O, CO2 y NH3 para formar un doble enlace o añadirse a un doble enlace. Ejemplos: descarboxilasas, liasas.
EC5 Isomerasas: Actúan sobre determinadas moléculas obteniendo o cambiando de ellas sus isómeros funcionales o de posición, es decir, catalizan la racemización y cambios de posición de un grupo en determinada molécula obteniendo formas isoméricas. Suelen actuar en procesos de interconversión. Ejemplo: epimerasas (mutasa).
EC6 Ligasas: Catalizan la degradación o síntesis de los enlaces denominados «fuertes» mediante el acoplamiento a moléculas de alto valor energético como el ATP. Ejemplos: sintetasas, carboxilasas.
Metabolismo Basal
El metabolismo basal es la cantidad mínima de calorías que el cuerpo necesita para poder suplir las funciones básicas que tiene cada uno de sus órganos.
TMR (según la OMS) = (15,3 x P) + 679 = 1903 kcal/día (x1.7 para nec. Energéticas)
TMR (según Harris-Benedict) = 66 + [13,7 x P (kg)] + [5 x T (cm)] – [6,8 x edad (años)]
Leyes de la Alimentación
- Ley de Cantidad: Debe ser suficiente
- Calidad: Carbohidratos, Lípidos, Proteínas.
- Armonía: Relación Proporcional entre ellos.
- Adecuación: Edad, Sexo, Actividad, Hábitos, Economía.
Completa, Equilibrada, Inocua, Suficiente, Variada, Adecuada.
Transporte de Materiales a Través de las Membranas Plasmáticas
Los mecanismos que permiten a las sustancias cruzar las membranas plasmáticas son esenciales para la vida y la comunicación de las células. Para ello, la célula dispone de dos procesos:
Transporte Pasivo
Cuando no se requiere energía para que la sustancia cruce la membrana plasmática.
Transporte Activo
Cuando la célula utiliza ATP como fuente de energía para hacer atravesar la membrana a una sustancia en particular.
Mecanismos de Transporte Pasivo
Los mecanismos de transporte pasivo son:
- Difusión simple: Las moléculas en solución están dotadas de energía cinética y, por tanto, tienen movimientos que se realizan al azar.
- Ósmosis: El agua pasa selectivamente a través de una membrana semi-permeable.
- Ultrafiltración: El agua y algunos solutos pasan a través de una membrana por efecto de una presión hidrostática.
- Difusión facilitada: Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lípidos como para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos.
Beta Oxidación
Un Ácido graso de 20 carbonos genera 165 ATPs menos dos para la activación antes de oxidarse = 163 ATPs.
La β-oxidación se da en la membrana mitocondrial interna paso I y II por carnitina.
Oxidación por FAD
El primer paso es la oxidación del ácido graso activado (acil-CoA graso) por FAD. La enzima acil-CoA-deshidrogenasa, una flavoproteína que tiene el coenzima FAD unido covalentemente, cataliza la formación de un doble enlace entre C-2 y C-3. Los productos finales son FADH2 y un acil-CoA-betainsaturado (trans-Δ2-enoil-CoA) ya que el carbono beta del ácido graso se une con un doble enlace al perder dos hidrógenos (que son ganados por el FAD).
Hidratación
El siguiente paso es la hidratación (adición de una molécula de agua) del doble enlace trans entre C-2 y C-3. Esta reacción es catalizada por enoil-CoA hidratasa y se obtiene un betahidroxiacil-CoA (L-3-hidroxiacil CoA); es una reacción estereoespecífica, formándose exclusivamente el isómero L.
Oxidación por NAD+
El tercer paso es la oxidación de L-3-hidroxiacil CoA por el NAD+, catalizada por la L-3-hidroxiacil CoA deshidrogenasa. Esto convierte el grupo hidroxilo del carbono β en un grupo cetónico (lo satura). El producto final es 3-cetoacil-CoA con lo que el carbono β ya ha sido oxidado y está preparado para la escisión.
Tiólisis
El paso final para la rotura del cetoacil-CoA entre C-2 y C-3 por el grupo tiol de otra molécula de CoA. Esta reacción es catalizada por β-cetotiolasa y da lugar a una molécula de acetil CoA y un acil CoA con dos carbonos menos.
Estas cuatro reacciones continúan hasta que la escición completa de la molécula en unidades de acetil CoA. Por cada ciclo, se forma una molécula de FADH 2, una de NADH y una de acetil CoA.
Gluconeogénesis
Gluconeogénesis: Hígado y corteza renal. Reacción Global=
2Piruvato + 4ATP + 2NADH +
+ 4
O → Glucosa + 4ADP+ 2GDP + 6Pi + NA
Glucólisis
Los productos finales de la glucólisis son Piruvato, ATP y NADH.
Reacción global de glucolisis= Glucosa + 2NAD + 2ADP + 2Pi →
2Piruvato +2NADH + 2
+ 2ATP +
O
Ciclo de la Urea
El ciclo de la Urea se da en el citosol y Matriz mitocondrial