METABOLISMO CELULAR Y DEL SER VIVO Seres vivos como sistemas abiertos Las enzimas Reacciones enzimáticas Vitaminas y metabolismo Energética celular Generalidades del metabolismo Ángel Miguel B.H. Ángel Miguel B.H.

Célula y ser vivo: Sistemas abiertos Las células son considerados sistemas abiertos que están en equilibrio dinámico y realizan trabajo. Son sistemas abiertos porque intercambian materia (nutrientes, desechos) y energía (luz, calor,…) con el medio que los rodea. La principal forma de almacenar energía es en forma de ATP, aunque también hay otras moléculas como CTP, el GTP o el UTP. El potencial reductor para las reacciones de oxidación y reducción vienen dadas por el NADH y por el NADPH Ángel Miguel B.H.

LAS ENZIMAS Las enzimas son proteínas que catalizan de forma específica reacciones bioquímicas. La región de la enzima donde se une el sustrato es el centro activo. La unión entre enzima y sustrato implica un reconocimiento estérico en el centro activo. Las enzimas son específicas para cada sustrato y para cada reacción química. Las variaciones de temperatura inducen cambios conformacionales alterando sus centros activos y, por tanto, su actividad biológica. Cada enzima posee una temperatura y un pH óptimos, de manera que su actividad disminuirá cuando se alejen de los valores óptimos. Ángel Miguel B.H.

Unión del sustrato al centro activo de la enzima Ángel Miguel B.H.

Cofactores Enzimáticos Algunas enzimas están asociadas con moléculas que tienen naturaleza no proteica de las cuales depende su actividad. Estas asociaciones se denominan holoenzimas. Holoenzima= Coenzima (parte que se asocia a la enzima) + Apoenzima (parte proteica) Los cofactores pueden ser: cationes metálicos o moléculas orgánicas complejas (se denominan grupos prostéticos cuando se unen fuertemente a la apoenzima). Ángel Miguel B.H.

La Reacción Enzimática Transcurre siempre mediante la unión del sustrato a la enzima, formándose el complejo enzima-sustrato, imprescindible para que pueda llevarse a cabo. Las reacciones enzimáticas están reguladas por moléculas o componentes que pueden inhibirlas de manera reversible o irreversible. Existen diversas moléculas denominadas ligandos o efectores capaces de unirse a la enzima, provocando en ella un cambio conformacional. Los sustratos de las enzimas suelen comportarte como ligandos activadores; los productos de la reacción suelen comportarse como ligandos inhibidores. Estas enzimas que son reguladas por el sustrato y el producto se denominan enzimas alostéricas. Ángel Miguel B.H.

REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA Ángel Miguel B.H.

ALOSTERISMO Ángel Miguel B.H.

Reacción Enzimática (II) La velocidad de la reacción aumenta de forma lineal hasta alcanzar un máximo en el que se produce la saturación. En ese momento, la velocidad solo dependerá de la rapidez con la que la enzima sea capaz de procesar el sustrato. Ángel Miguel B.H.

ENERGÉTICA CELULAR Ángel Miguel B.H.

VITAMINAS Y METABOLISMO Las vitaminas son biomoléculas de muy variada complejidad que actúan como coenzimas y desempeñan un papel importante en el metabolismo. Son indispensables en la dieta, dado que no pueden ser sintetizadas por animales. La ausencia de vitaminas provoca las enfermedades carenciales, al igual que el exceso de estos. Se clasifican en: Avitaminosis o ausencia total. Hipovitaminosis o presencia insuficiente. Hipervitaminosis o exceso de vitaminas. Las vitaminas se clasifican en: Hidrosolubles. Son solubles en agua y actúan como coenzimas. Son el complejo B y la vitamina C. Liposolubles. Son insolubles en agua y solubles en disolventes no polares. No son cofactores. Son la vitamina A, D, E y K. Ángel Miguel B.H.

C0NSIDERACIONES GENERALES SOBRE METABOLISMO El metabolismo comprende el conjunto de transformaciones químicas y procesos energéticos que ocurren en el ser vivo. Cada una de las sustancias que interviene en una ruta metabólica recibe el nombre de metabolito. El catabolismo es el metabolismo de degradación oxidativa de las moléculas, y, además, produce energía. El anabolismo es el metabolismo de síntesis de moléculas, que requiere energía. Ángel Miguel B.H.

C0NSIDERACIONES GENERALES SOBRE METABOLISMO (ii) El anfibolismo se aplica a procesos metabólicos en los que, gracias a unos sistemas enzimáticos y a unas biomoléculas preexistentes, se oxidan metabolitos y se almacena gran cantidad de energía, que después se utilizara en el anabolismo. Las moléculas que intervienen en el metabolismo pueden ser nucleótidos como el NAD+, el NADP+, el FAD y el FMN; moléculas con enlaces ricos en energía como el GTP, el ATP y la coenzima A; o moléculas externas ambientales como el oxigeno, el agua, el dióxido de carbono, el alcohol etílico o el acido láctico. Ángel Miguel B.H.

MOLÉCULAS SIMPLES, ATP NADH METABOLISMO MOLÉCULAS COMPLEJAS ADP+P NAD BIOSÍNTESIS ANABOLISMO MOLÉCULAS SIMPLES, ATP NADH DEGRADACIÓN CATABOLISMO Ángel Miguel B.H.