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• “ es la ciencia que estudia lasestructuras químicas de las células y tejidos, así como las modifcaciones qocurren en las mismas dentro delorganismo” Thomas Devlin
• Eso último, es lo que llamamos yentendemos como metabolismo.• Etimológicamente es la ciencia queestudia las bases bioquímicas de lavida.
Bioquímica ciencia din!mica
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Estudia la estructura, "uncionamiento, interrelación y rede las sustancias en los seres vivos.
BIOQUIMICA
BIOMOLECUSS
BIOELEMENTOS
PRIMARIOS
SECUNDARI
OSOLIGOELEMENTOS
INORGANIC
AS%gua&ases'( ')
*'( *+
-(ales/cidosBases
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BIOELEMENTOSPRIMARIOS
u$oner el334 de lamasa total delos seres vivos
sonC, H, O,N ,P, S
%$arte de ellos, e5iste otroselementos que constituyen la
totalidad de la masa de los seresvivos
on losconstituyentes
"undamentales delos seres vivos
BIOELEMENTOSSECUNDARIOS
e encuentran en"orma iónica
*onstituyen el6,34 de la
materia viva *a*l7g8
-aOLIGOELEMETOS
on elementosindis$ensables $ara la
vida
e encuentran en losseres vivos en una$eque9a cantidad
u defciencia $roduceen"ermedades
carenciales
u e5ceso $roduce:nto5icaciones
0os ma
;e, *o,
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Composición
elementl !e"n se#$"mno
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Composición!e "n se#%i%o
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A& C#'o$i!#tos
• Carbohidratos, o
sacáridos, estan
compuestos de C,H y O
• Los polisacáridos estan
compuestos por muchos
monómeros de
monosacárido• Los azúcares son la
principal fuente nutritiva
desde el punto de vista
calórico.
=:B>0'%
&%0%*?'
&0>*'%
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%7:0'#E*?:-%
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B& P#oteins• Las proteinas estan compuestas de
100 o más aminoácidos
• Cada aminoácido contiene
!1" #rupo carbo$%lico !-COO-"
!&" #rupo amino !'NH2"
!(" Cadena lateral única para cada
aminoácido
)$isten más de (00 de ellos en lanaturaleza, pero las prote%nas se *enerana partir de únicamente && de ellos.
+iez de los aminoácidos deben estarcontenidos en la alimentación por cuantono se sintetizan en el or*anismo y se les
denomina esenciales.
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mino(ci!os esenciles ) noesenciles• 7etionina
• 1alina• 0eucina
• :soleucina
• ;enilalanina
• ?ri$to"ano
• ?reonina• 0isina
• +istidina
• %rginina@
• &licina
• %lanina• ?irosina@
• %s$artico
• %s$arragina
• &lut!mico
• &lutamina
• #rolina
• *istina
• *isteina
=e$asando Bioquímica
e s i n t e t i 2 aa $ a r t i r d e o ta a . A ; e n i l a l a
n i n a B
)n el teido
hepático, la ar*ininapuede ser
sintetizada en el
ciclo de la ornitina.
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•S*ntesis !e p#ote*ns ) mino(cno esenciles&
•Met'olismo inte#me!i#io&
•Ciclos !e +#e's ) !e l #e&•P#oceso -l"coneo-en.tico&•/o#mción !e $eme, colin,etnolmin, ATP, ADN0ARN, m
'ió-ens ) ot#os met'olitos&
Impo#tnci especil !e los esenciles
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• %mino!cCidro"óbi• e ubicaninterior d$roteínas
• 0a glicinaser $equacomodatodas la c$roteicas
• &licina ri
Clsi2cción !emino(ci!os
Cadenas laterales alifáticas
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• Los $i!#o3il!os son$i!#o4*licos, 4os4o#il'les )
oc"pn l s"pe#2ciep#oteic&
• L se#in se enc"ent# enel sitio cti%o !e m"c$sen1ims, no s* l t#eonin
• Los mino(ci!os
1"4#!os, p#ticipn4#ec"entemente !e losenlces inte# p#ote*ns5"e mntienen est#"ct"#ste#ci#is ) c"te#n#is&
• L metionin inici ls*ntesis !e ls p#ote*ns&
*lasifcación de amino!cidos
Serina
Treonina
Aminoácidos
hidroxilados
Cisteina
Metionin
Aminoácidos azufrados
NH3
CH2-CH-COOH
OH
NH3 OH
CH3-CH-CH-COOH
NH3
CH2-CH-COOH
SH
NH3
CH2-CH-COOHCH2-
S-CH3
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• Al se# !ic#'o3*licos p#opo#cionn c#-s el.ct#icne-ti%s ls p#ote*ns en sol"ción& A!em(s-ene#n p#oteintos l #eccion# con ctiones&
• Sostienen, po# p#ticip# !e los enlces, lest#"ct"# sec"n!#i, te#ci#i ) c"te#n#i !e lp#ote*n&
• El l"tmto l l"tmin son ne"#ot#smiso#es
Clsi2cción !e mino(ci!osCon gruos ácidos o sus amidas
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• P#opo#cionn c#positi%s ls p#
• P#ticipn !e los $i!#ó-eno ) mntest#"ct"# sec"nte#ci#i ) c"te#p#ote*n&
• L Histi!in se enlos sitios cti%os en1ims&
• L #-inin es nel s*ntesis !e 6#e
Clsi2cción !e mino(ci!o
Con gruos !ásicosArginina
"isina
#istidina
NH3
NH-CH2-CH2-CH2-CH-COOH
C=NH2
NH2
NH3
NH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOH
NH3
-CH2-CH-COOH
NH N
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• Contienen -#"po #o
5"e le con2e#en c#($i!#o4ó'ico&• Se sit6n en el inte#ip#ote*n&
• Estos mino(ci!os ! ls p#ote*ns&
• El t#ipto4no es p#ecl nicin&
• L p#olin es #ic en col(-eno&
Clsi2cción !e mino(ci!os
Con anillos aromáticos
Prolina
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• 0os amino!cidos $ueden tener carga $ositiva, negativa
o cero.• 0a ioni2ación del carbo5ilo $roduce cargas negativas, l
ca$tura del $rotón $or $arte del gru$o amino $roduceuna carga $ositiva.
• % un $+ biológico entre D y D, los gru$os carbo5ilo so$redominantemente *'' y los gru$os amino e5istencomo -+)F
• 0a carga neta es la suma algebraica de gru$os
C#-s el.ct#ics !e los mino(ci!os
++
+−
+−⇔−
+−⇔−
HNHRNHR
HCOORCOOHR
()
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• Es el $+ en el cual el amino!cido $resenta cargas $ositivas negativas iguales.
• Gesde un $unto de vista $r!ctico resulta de obtener la medlas constantes de disociación del carbo5ilo y del gru$o amo
pH isoel.ct#ico !e "n mino(ci!o
CH3-CH-COO-
NH3+
pK1 R-COO- 2,35
pK2 R-NH3+ 9,69
0,62
69,935,2
2
21===
++ pK pK pI
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• 7ucCas de las características "ísicas y químicas de los amino!ci
de$enden de la estructura del gru$o = ane5o a su carbono al"a.
• &ru$os tan $eque9os como el de la Glicin $ermiten su $resenclugares $oco accesibles de una estructura $roteica.
• &ru$os arom!ticos como el de la Ti#osin $ermiten absorción dy su medida $or $rocedimientos es$ectro"otométricos.
• &ru$os b!sicos o !cidos $ermiten la "ormación de enlaces Ade Ccon los de otros com$uestos.
P#opie!!es c#cte#*stics !e c! mino
CH3-CH-COO-
NH3+
CH=carbono alfa
CH3=grupo R
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• Estructura química "ormada $or la unión de amino!cidosmediante diversas "ormas de enlace.
• #rota@ ' #roteus@
• Se considera :• oli-op.pti!os7 de ( a H6 amino!cidos.• polip.pti!os de H6 a H66 amino!cidos.• p#ote*ns 7 m!s de H66 amino!cidos.
• Clasifcación:• Po# s" 4o#m7 globulares y fbrosas.
• Po# s" sol"'ili!!7 albúminas Asolubles en agua yglobulinas Asolubles en soluciones salinas diluidas.• Po# s" composición7 sim$les Asólo amino!cidos,
com$uestas. Agluco$roteínas, li$o$roteínas,metalo$roteínas .
• Po# s" !ensi!!7 li$o$roteínas 0G0,+G0,10G0 .• Po# s" c#-7 a $+ fsiológico !cidas y b!sicas.
P#ote*n
E l l t
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Enlaces no covalentes...
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Est#"ct"# p#oteic7 est#"ct"#
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• 0a con"ormación nativa de una $roteína se defne como latridimensional que es biológicamente activa. e mantienebase de los enlaces covalentes y no covalentes anteriorm
e5$licados.• 0a estructura $rimaria est! defnida $or la secuencia de a
unidos $or los enlaces $e$tídicos.• u car!cter de doble enlace fja una estructura rígida, inca
sobre su eje, y el movimiento se trasmite a los enlaces deal"a. Esto mantiene una estructura fja co$lanar Aen un mi
Est#"ct"# p#oteic7 est#"ct"#p#im#i
R =
ec"enc e en s
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• 0a estructura $rimaria de una $roteína est! dada $or la secuencia de a
• 0os $asos del estudio de esta secuencia son• *om$osición de $oli$é$tidos $or Cidrólisis y cromatogra"ía.• %mino!cido - terminal, con G-#B y aa. * terminal con +idra2ina.• =u$tura en $eque9os "ragmentos con tri$sina, quimo tri$sina
cianógeno.• =econstrucción de la secuencia.
ec"enc e & en sp#ote*ns
insul*adena %
*adena BAminoácidos de la insul
I li ! i
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Ins"lin !e %#ioso#*-enes&&&&&
-ri*en ./ . .10 (02umano 3hr 4er 5le 3hr
6aca .la 4er 6al .la
Cerdo 3hr 4er 5le .la
Carnero .la #ly 6al .la
Caballo 3hr #ly 5le .la7erro 3hr 4er 5le .la
7ollo 2is .sn 3hr .la
7ato #lu .sn 7ro 3hr
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• Ls #otciones pe#miti!s en eles5"eleto !el poli p.pti!o -ene#n "n
est#"ct"# #epetiti% !enomin!sec"n!#i, l c"l p"e!e se#7
• l4 $elicoi!l• est#"ct"# 'et " $o8 ple-!
• Est est#"ct"# es mnteni! po# losp"entes !e $i!#ó-eno !e l p#ote*n&
En el l4 $.li3 los p"entes son int#cten#ios ) en l est#"ct"# 'et inte#cten#ios&
Est#"ct"# sec"n!#
=e$asando Bioquímica
Al4 $.lice !e ls
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Al4 $.lice !e lsp#ote*ns
• L !o'le li-!"# virtual ,!el enlce pept*!icolimit ls con4o#mciones!e "n c!en o'li-n!ol -i#o l#e!e!o# !e "ne8e 9l4 $.lice:&
• us medidas son• ),I residuos J giro• 6,K nm J giro• 6,HK nm J!tomo
equivalente
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Ho8 ple-! !e ls p#ote*n
• 0a con"ormación betao de Coja $legada se$resenta en algunas$roteínas o en alguna$orción de ellas.
• 0a estructura esestabili2ada $or$uentes de Cidrógenoentre varias cadenas.
• #uede ser $aralela yanti$aralela.
=e$asando Bioquímica
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• 0a estructura terciaria se refere a la dis$osición tridimensional d
la cadena $oli$e$tídica en una $roteína, $ermitiendo la dis$osicióglobular o fbrosa de la misma.
• 0a mantienen todos los enlaces no covalentes y aún el enlacedisul"uro.
• 0a interacción $roviene de amino!cidos que $ueden estar alejadoen la secuencia $ero cerca en la dis$osición tridimensional.
• 0a $roteína est! $legada de "orma tal que los gru$os Cidro"ílicosocu$an el e5terior de la misma y los Cidro"óbicos el interior.
• 0a estructura cuaternaria se $roduce en aquellas $roteínas quetienen dos o m!s cadenas $oli$e$tídicas, las que se estabili2an enlaces no covalentes.
Estructura terciaria y cuaterna
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• 0as cuatro cadenasAdos al"a y dos betase acomodan,creando unaestructura globular
con cuatro bolsillos.
Estructura cuaternaria de la+emoglobina
=e$asando Bioquímica
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C& L*pi!os ) Mem'#ns
• Líp!o" "on rco" #n carbono # $!r%g#no p#ro &#
poco o'íg#no(
• L%pidos no son solubles en el a*ua
• Los ácidos *rasos son los l%pidos mas simples una
cadena hidrocarbonada y un *rupo carbo$ilo al final. 4
componentes de los 3#. Calóricos
• Los ácidos *rasos tambien son componentes de los
fosfol%pidos. )structurales.
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Est#"ct"# !e "n 4os4ol*pi!o
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D& Aci!os n"cleicos
• )olnucl#%&!o" 8 7ol%meros formados
por muchos monómeros de nucleótidos
• 9ucleótidos estan compuestos de
!1" :n azucar de cinco carbonos!&" :na base nitro*enada
!(" :no o varios *rupos ;osfato
L ene#-* !e l %i! 7 como se liment el se#
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-%i%o;
• Los or*anismos fotosint<ticos capturan
la ener*ia luminosa del sol y la usan
para sintetizar compuestos or*ánicos.
•
)stos compuestos proveen ener*%a partodos los demas or*anismos.
/otos*ntesis
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/otos*ntesis
I*'(FI+('*I+H('I F I'(
/l"8o !e ene#-*
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8 -
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Met'olismo
• *#&abol"o , todas las reacciones mediante las c
compuestos or*ánicos son sintetizados y de*radad
• o#n#rg.&ca 8 cambios en la ener*%a durante los
metabólicos
Met'olismo
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• >na vía metabólica es la secuencia de reaccione
conduce a un $roceso de síntesis o de degradación com$uesto.
• 0a esencia de una vía metabólica es una secuencia enzimas que $roducen cambios $rogresivos.
Met'olismo
A B C DEnzima 1 Enzima 2 Enzima 3
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• %dquirir y utili2ar la energía
• inteti2ar moléculas $ara la estructura y"uncionamiento de la célula
• :m$ulsar el crecimiento y desarrollo celula• Eliminar $roductos de desecCo del metab
/"nciones !el met'olismo
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C"nts en1ims $) en el c"e#p$"mno
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• %$ro5imadamente KK,666 de ellas• on
• Gigestivas, $re$aradas $or lasglLndulas salivares, estomago,$ancreas, intestino delgado $aradigerir los alimentos que consumimos.Ge esta manera los nutrientesatraviesan las $aredes intestinales y
se incor$oran a la sangre $ara serdistribuidas.
• Ge los alimentos. #rovienen de losalimentos mismos siem$re que seconsuman crudos. i son cocidos se$ierden $or e"ecto de la tem$eratura
$"mno
M ' li i l
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Met'olismo tis"l#
Tejido adiposo Función MetabolismoH*-!o M6ltiple Gl"co-.nesis Gl"coneo-Sint&Lipop#oteins Sint&"
Ce#e'#o Coo#!inción SNC Glicólisis Met'olismo !
Co#1ón Bom'eo !e sn-#e Bet o3i!ción Ciclo !e Te8i!o !iposo Almc.n !e TG Lipo-.nesis LipolisisTe8&M"sc"l# Mo%imiento Glicólisis
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limento
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Met'olismo s"'cel"l#Organ#lo /unc%n
Nucl#o Cro+o"o+a","ín&#"" !# N 3 RN*&ocon!ra Cclo !# Kr#b", /o"forlac%n o'!a&4
Rbo"o+a"(R#&(#n!op( Sín&#"" pro&#ca
L"o"o+a" H!r%l"", !#gra!ac%n
*#+brana pla"+&ca ran"por&# !# +ol.cula"
para&o !# 7olg "&rbuc%n !# pro&#ína"
C&o#"9u#l#&o *crofla+#n&o", &:bul"
C&o"ol 7lc%l"", "ín&#"" !# ac( 7ra"o"
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• El metabolismo se controla• $or dis$osición de los sustratos en el interior
de la célula.• $or concentración de sustratos• $or "unción en2im!tica
• #ep#esión
• #et#olimentción• loste#*
Cont#ol !el met'olismo
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Cont#ol en1im(tico
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INHIBICION ALOSTERICA
Est#"ct"# !e l mem'#n
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• To!s ls c.l"ls l
poseen• Tiene specto t#ilmincon !os 'n!s osc"#sl me!io "n cl#&
• Tiene "n nc$o ent#e <=> nm& S" s"pe#2cie nolis, sino p"nte!&
• S" est#"ct"# es m")!in(mic, mntenien!omo%imiento 5"e lepe#mite !pt#se lsest#"ct"#s s"')cente
• Al cont#ol# el mo%imie
!e s"st#tos t#%.s !
Est#"ct"# !e l mem'#n
Eritrocito
150 000x
Est#"ct"# !e l mem'#n'i ló i
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'ioló-ic
• :na bicapa lip%dica asociada a las prote%nas
Mem'#ns7 -ene#li!!es
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• Son 'icps 'ioló-ics
4o#m!s po# l*pi!os )p#ote*ns&• Los l*pi!os p#o%een el
es5"eleto est#"ct"#l,ls p#ote*ns, ls4"nciones&
•
A m)o# 4"nción en lmem'#n cel"l# ) m)o# necesi!! po##espon!e# est*m"los,l m)o# p#opo#ciónco##espon!e p#ote*n&
-
L*pi!os !e l mem'#n
7orción l
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• Son n2p(ticos7 con "n te#minl$i!#o4*lico 9po#ción pol#: ) ot#o$i!#o4ó'ico9cols $i!#o4ó'ics:&
• Son 4os4ol*pi!os, -licol*pi!os )coleste#ol
• /os4ol*pi!os7 est(n en ?>0@>&/os4ti!il colin, 4os4ti!ilinositol , 4os4ti!il se#in )4os4ti!il etnolmin&
• Coleste#ol7 est( ent#e =? )
?&• Gl"col*pi!os7 son menos !el
=>&
polar
Colas
hidro'
fóbicas
colesterol
fosfolíi!o
• Son los elementos 4"ncionles !e l mem'#n 7Ls p#ote*ns !e l mem'#n
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Son los elementos 4"ncionles !e l mem'#n 7
Recepto#es !e $o#mons Cnles p# iones, T#nspp#ote*ns& En1ims&
• P"e!en se#7
• Integrales 7 abarcan todo el ancCo de la membrana, $udatravesar varias veces el es$esor de la misma.
El $aso a través de membranas involucra a$ro5imadameamino!cidos, mayormente $i!#o4ó'icos, los li4(ticos lisole"cin ) %lin, m(s el #om(tico 4enillnin&
• Periricas: est!n en la su$erfcie de la membrana.
e estabili2an $or interacción iónica entre $roteínas y grude los "os"olí$idos.
Relción p#ote*n7 l*pi!o
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Relción p#ote*n7 l*pi!o
Gl6ci!os !e l mem'#n
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• En la membrana los glúcido se encuentran como oligosac!ridocovalentemente a las $roteínas de la membrana, "ormando glu
• Entre los a2úcares se encuentra l -l"cos, -lctos,mnoAcetil-lctosmin, n0cetil -l"cosmin ) (ci!o si(lic
• 0a mayoría de los glúcidos se encuentran en el e5terior de la mcelular o en la lu2 del =etículo Endo$l!smico.
*oefcientes de $ermeabilidad
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10"12 10"10 10"# 10"6 10"$ 10"2
%a & Cl 'l(c) *rea A+(a
T#nspo#te psi%o7 !i4"siói l
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• L !i4"sión tiene t#espsos7
• sol"to in-#es lmem'#n&
• sol"to t#%ies lmem'#n&
• sol"to 'n!on lmem'#n&
• L !i4"sión !e -ses es#(pi! ) !epen!e !e l-#!iente&
• L !i4 ió ! ! !
simple
T#nspo#te psi%o7 !i4"sión 4cilit!
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• A16c#es, mino(ci!os,iones ino#-(nicos ) 6n$i!#ó-eno #e5"ie#en !e
mecnismos 4cilit!o#esp# t#%es# lsmem'#ns&
• Ls c.l"ls contienencnles 9po#os: 5"epe#miten el pso t#%.s !el mem'#n& L est#"ct"#te#ci#i ) c"te#n#i !e ls
p#ote*ns -ene# el -"8e#o5"e pe#mite el t#nspo#te4cilit!o& Si-"e el senti!o!e l -#!iente&
• Los t#nspo#t!o#es !nl"-# mecnismos !e
t t i ti
?rans$orte %ctivo
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• T#nspo#te cti%o #e5"ie#e !el-sto !e ATP !i#ectmente
9t#nspo#te cti%o p#im#io: oin!i#ectmente, p#'lnce# el so!io o potsio9t#nspo#te cti%o sec"n!#io:5"e comp l s"st#to&
?rans$orte %ctivo
Recepto#es $o#monles
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• L p#ecisión en ls seles 5"e l $o#mon '#in!
e4ecto# 9c.l"l 'lnco: !epen!e tnto !e l $o#mon!el #ecepto#&
• L inte#cción ct6 so'#e "n G0p#otein 9p#ote*nsGTP: 5"e c"sn l cti%ción !e "n 4"nción en1im(l!o citopl(smico !e l mem'#n&
• L 4o#m !e cti%ción inte#n es %#i!7• cm'ios con4o#mcionles en el #ecepto#• '#i# "n cnl !e iones• cti%# "n en1im7 !enil cicls, 4os4olips C, G
4os4o!ieste#s
Recepto#es $o#monles
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#roteínas &
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• Constn !e t#es tipos !e s"'"ni!!es7 l4, 'et) -mm
• l "ni!! l4 es el comp"esto "ni!o l -"nine inte#ccion con el #ecepto# t#%.s !e 'et )-mm& Se "ne !i#ectmente l !enil cicls&H) !os 4o#ms7 estim"lnte e in$i'i!o#&
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