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El metabolismo. Catabolismo

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10 El metabolismo. Catabolismo

NOTICIA INICIAL

ESQUEMA

RECURSOS

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El metabolismo. Catabolismo

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La creación de enzimas artificiales ya es una realidad

Un grupo internacional de investigación ha puesto en marcha el «Proyecto Artizymes», un intento de desarrollar nuevas enzimas artificiales que permitan crear productos químicos de forma limpia y sin residuos.

Noticia inicial

Diario de la Ciencia

El proyecto, en el que participan investigadores de la Universidad de Santiago de Compostela (USC), seha iniciado en febrero de 2006 y tiene como objetivo la obtención de «artizimas», unas enzimas modificadasartificialmente que, en palabras de los investigadores, «deberían catalizar reacciones químicas nuevas para las que ahora no existe una alternativa natural».Asimismo, a finales de 2007, investigadores de esta universidad han anunciado que en sus laboratorioshan sintetizado la enzima quimiosina, un coagulante destinado a la elaboración de quesos que, hasta el momento, solo se podía obtener del estómago de ciertos

Rumiantes, como el búfalo. Desde 1998 ya se fabrican y comercializan quimiosinas como las que se encuentran en los estómagos de camellos, cabras o terneros, sin embargo, es la primera vez que se ha creado esta enzima de formaartificial. Tal y como ha explicado Tomás González Villa, catedrático y coordinador de la iniciativa, la quimiosina sintetizadase diferencia de los otros tipos en que esta coagula mejor la leche y mediante ella se obtiene un queso, particularmenteel tipo mozarella, de mejor sabor. Los investigadores siguen trabajando en la mejora de su productividad para aplicaciones industriales.

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El metabolismo. Catabolismo

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Esquema

Adenosín-trifosfato (ATP)

El metabolismo celular

Control del metabolismo

Catalizadores Enzimas

Actividad enzimática

Especificidad de las enzimas

Cinética de la actividad enzimática

Inhibidores de la actividad enzimática

El catabolismo

Producción de energía en el catabolismo

El catabolismo por fermentación

El catabolismo de los lípidos

El catabolismo por respiración. Células eucariotas

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El metabolismo. Catabolismo

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Recursos para la explicación de la unidad

El metabolismo celular

Adenosín-trifosfato (ATP)

Catalizadores Actividad enzimática

Especificidad de las enzimas

Inhibidores de la actividad enzimática

Cinética de la actividad enzimática

Producción de energía en el catabolismo

El catabolismo por fermentación

Catabolismo de los lípidos

El catabolismo por respiración. Células eucariotas

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El metabolismo celular

CATABOLISMO ANABOLISMO

Son reacciones de degradación.

Son reacciones de oxidación.

Desprenden energía.

A partir de muchos sustratos diferentes se forman casi siempre los mismos productos, principalmente dióxido de carbono, ácido pirúvico y etanol.

Es un conjunto de vías metabólicas convergentes.

Es un conjunto de vías metabólicasdivergentes.

A partir de unos pocos sustratos se pueden formar muchos productos, diferentes.

Precisan energía.

Son reacciones de reducción.

Son reacciones de síntesis.

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Adenosín-trifosfato (ATP)

OHO — P — O — P — O — P — O —

H

CH2

OH OH

H

Adenina

HH

OHOH OH

OO O

ATP

ATP + H2O → ADP + Pi + energía (7,3 kcal/mol)

ADP + H2O → AMP + Pi + energía (7,3 kcal/mol)

ADP

AMP

OHO — P — O — P — O —

H

CH2

OH OH

H

Adenina

HH

OH OH

O O

O HO — P — O —

H

CH2

OH OH

H

Adenina

HH

OH

O

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Catalizadores

CONSTRUCCIÓN DE LA GRÁFICA

Gráfica de la energía de activación

De igual forma, para acelerar una reacción química se pueden calentar los reactivos o añadir un catalizador,

es decir, una sustancia que disminuya la energía de activación necesaria para llegar al estado de transición.

Para lanzar en poco tiempo muchos objetos por la ventana se puede

aumentar el número de trabajadores o rebajar el dintel de la ventana.

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Catalizadores

Estado inicial

Estado final

Estado de transición

Energía libre de activación de la reacción sin catalizador

Energía libre de activación de la reacción catalizada

Variación global de energía libre en la reacción

Avance de la reacción

En

erg

ía l

ibre

VOLVER

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Actividad enzimática

Reacción con un sustrato

Reacción con dos sustratos a la vez

Reacción con dos sustratos sucesivos

S + E → ES → E + P

A + B + E → ABE → CDE → C + D + E

A + E → AE → C + E’// B + E’→ D + E

Centro activo Sustrato

Enzima

Complejo activado

Producto A Producto B

Enzima + Productos

Enzima + Sustrato

Sustrato A Sustrato B

Enzima

Complejo activado

Producto C Producto D

Enzima + Producto

Producto D

Producto C

Sustrato B

Enzima

Sustrato A

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El metabolismo. Catabolismo

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Especificidad de las enzimas

Modelo de complementariedad Modelo de ajuste inducido

Modelo de apretón de manos

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Cinética de la actividad enzimática

Ve

loc

ida

d d

e r

ea

cc

ión

pH óptimo pH

Ve

loc

ida

d d

e r

ea

cc

ión

Temperatura ºC

Temperatura óptima

Ve

loc

ida

d d

e r

ea

cc

ión

Concentración del sustrato [S]

Vmáx

½ Vmáx

KM

Efecto de la temperatura

Efecto del pH

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El metabolismo. Catabolismo

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Inhibidores de la actividad enzimática

IRREVERSIBLE COMPETITIVAIRREVERSIBLE

IRREVERSIBLE NO COMPETITIVA BLOQUEO COMPLEJO ENZIMA-SUSTRATO

Inhibidor Centro activo

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Producción de energía en el catabolismo

+

A B C

Energía

A

+

+ + +

B C D

G1 G2ΔG = G2 – G1 < 0

ΔG = G2 – G1 < 0

+

++

Energía

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El metabolismo. Catabolismo

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El catabolismo por respiración. Células eucariotas

e- y H+ transportados por NADH y FADH2

e- y H+ transportados

por NADH

PARA SABER MÁS PULSA SOBRE EL TEXTO

Glucólisis

Glucosa Ácido pirúvico

- Transporte de e-

- Quimiósmosis- Fosforilación oxidativa

Ciclode Krebs

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El metabolismo. Catabolismo

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El catabolismo por respiración. Células eucariotas

CICLO DE KREBS

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El metabolismo. Catabolismo

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El catabolismo por respiración. Células eucariotas

TRANSPORTE DE ELECTRONES

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El metabolismo. Catabolismo

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Fosforilación a nivel de sustrato

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El catabolismo por respiración. Células eucariotas

GLUCÓLISIS

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El catabolismo por fermentación

FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA

FERMENTACIÓN LÁCTICA

FERMENTACIÓN BUTÍRICA

FERMENTACIÓN PÚTRIDA

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El metabolismo. Catabolismo

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Catabolismo de los lípidos

CICLO DE OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS