1

UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETAFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA

MANUAL DEPRINCIPIOS DE BIO-INGENIERIA

PROF: JHANNA BRIEVA

Maracaibo, 2015

2

Tema 4.- Ácidos Nucleicos.

El término ácido nucleico deriva de que son moléculas que se comportan como ácidos y porque se aislaron por primera vez en el núcleo celular. Están compuestas por C, H, O, N y P. Nunca contienen S y el P no es ocasional (10%). Son macromoléculas fibrilares, no ramificadas, presentes en todos los seres vivos. Son polímeros constituidos por la unión de moléculas menores llamadas nucleótidos, por tanto, los ácidos nucleicos son polinucleótidos.

Los ácidos nucleicos y los nucleotidos son constituyentes importantes de los microorganismos y todas las células vivas. Los ácidos nucleicos (polinucleótidos) constituyen entre el 5 y el 30 % del peso seco de los microorganismos, dependiendo de las especies y de las condiciones ambientales. Las células animales y vegetales contienen, aproximadamente, las mismas concentraciones de ácidos nucleicos que los microorganismos; por consigiuente, los desechos municipales se supone que contienen cantidades importantes de estos compuestos. El contenido de nitrógeno de loa ácidos nucleicos es cerca del mismo de las protemas (15 a 16 %), pero a diferencia de las proteínas, los ácidos nucleicos contienen una cantidad apreciable de fósforo (9 al 10%).Todos los nucleotidos encontrados en los ÁCIDOS NUCLÉICOS, consisten de 3 pequeñas moléculas:

1.- Purina o Pirimidina

2.- Ribosa o Desoxirribosa

3.- Acido Fosfórico

Las bases pirimidinas son derivadas del compuesto pirimidina.

Las bases purina son derivadas del compuesto purina.

Pirimidinas Timina

Citosina

Uracilo

Purinas Adenina

Guanina

3

En los nucleótidos, las bases purinas y pirimidinas se unen a los azucares.

Sí la ribosa o la desoxirribosa se une a la pirimidina, el enlace se realiza entre

el carbono C1 del azúcar y el Nitrógeno N1 de la pírimídina.

Si la ribosa o la desoxirribosa se une a la purina, el enlace entre el carbono C1 del azúcar el nitrógeno N9 de la purina.

Unión del ácido fosfórico al azúcar de un Nucleósido, mediante un enlace Ester, generalmente en la posición C5.

Nucleósidos.

Unión de purinas o pirimidinas con azúcares (Ribosa o

Desoxirribosa)

3.5. ATP y la Transferencia de Energía.

ATP- Compuesto rico en energía

Contiene 3 grupos fosfatos en arreglo lineal

1° Unido a la ribosa por un 2° y 3° enlaces entre fosfatos

enlace ESTER (tipo anhídrido)

Importancia de los Ácidos Nucleicos Se encuentran asociados a proteínas, formando nucleoproteínas que constituyen los cromosomas de las células en división y la cromatina de las células en interfase. Pero no sólo se localizan en el núcleo, sino que también se encuentran en tres estructuras celulares como mitocondrias, cloroplastos y ribosomas. Contienen la información codificada necesaria para que los seres vivos puedan completar sus

4

ciclos biológicos, así como las instrucciones precisas para la lectura de esta información.

Importancia del ATP

• Los organismos acoplan la energía liberada de la hidrólisis del ATP con reacciones endergónicas (requieren energía) en la síntesis de macromoléculas celulares, (proteinas,lípídos, polisacáridos y ácidos nucleicos).

5

Tema 5.- Las Enzimas

Las Enzimas

Sustancias que modifican la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas.

Las enzimas  son moléculas de naturaleza proteica y estructural que catalizan reacciones químicas, siempre que sean termodinámicamente posibles: una enzima hace que una reacción química que es energéticamente posible, pero que transcurre a una velocidad muy baja, sea cinéticamente favorable, es decir, transcurra a mayor velocidad que sin la presencia de la enzima.

Los enzimas son biocatalizadores producidos en las células, que catalizan, es

decir facilitan y aceleran las reacciones químicas que tienen lugar en los seres

vivos, ya que disminuyen la energía de activación que se necesita para que

tengan lugar dichas reacciones, permitiendo que se produzcan a velocidades y

temperaturas adecuadas.

Tipos de enzimas

1.Oxido-Reductasas

2.Transferasas

3.Hidrolasas

4.Liasas

6

5.Isomerasas

6.Ligasas

Oxido-Reductasas : Enzimas relacionadas con las oxidaciones y reducciones biológicas que intervienen de modo fundamental en los procesos de respiración y fermentación.

Tipos :

•Deshidrogenasas y Oxidasas

Piruvato deshidrogenasa

•Peroxidasas

•Hidroxilasas

Transferasas : Catalizan el traspaso de grupos químicos, a exclusión de hidrógeno; entre dos sustratos. Forman parte de este grupo numerosas enzimas que reciben nombres especiales: Transaminasas, Transacetilasas, Quinasas, etc.

Tipos :

•Metiltransferasas

•Aciltransferasas

•Glucosiltransferasas

7

Aspartato aminotransferasa de E. coli con el cofactor piridoxal-5'-fosfato

•Enzimas que hacen la transferencia de grupos nitrogenados.

•Enzimas que transportan grupos fosfatos.

Hidrolasas : Es un grupo muy numeroso que comprende cerca de 200 enzimas. Poseen en común la capacidad de introducir los elementos del agua (H+ y OH-), en el sustrato atacado produciendo así una hidrólisis.

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.

Las glucosidasas son normalmente nombradas según el sustrato sobre el que actúan. De esta forma, las glucosidasas catalizan la hidrólisis de glucósidos en general y las xilanasas catalizan la escisión de xilano de la homopolímeros de xilosa. Otros ejemplos son la lactasa, la amilasa, la maltasa, la invertasa, la neuraminidasa, la hialuronidasa y la lisozima.

Tipos :

•Lipasa

•Glucosa-6-fosfatasa

•a -amilasa

•Tripsina

•Ureasa

8

•ATPasa

•Carboxipeptiodasa

Lisozima

Liasas : Grupo de enzimas que catalizan la participación reversible de grupos químicos que son desprendidos de sus sustratos por mecanismos en los que interviene la hidrolisis.

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, liasa

Tipos :

•Pivurato descarboxilasa

•Aldolasa

•Enzima condensante, sintetizada del citrato

•Fumarasa

•Citrato deshidratasa, aconitasa

9

Estructura del mónomero piruvato decarboxilasa con el TPP unido.(El cofactor tiamina pirofosfato TPP)

Isomerasas : Son las enzimas que catalizan diversos tipos de isomerización, sea óptica, geométrica, funcional, de posición, etc.

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).

Tipos :

•Lactato racemasa

•Ribulosa fosfato epimerasa

•Maleato epimerasa

•Triosa fosfato isomerasa

•Glucosa fosfato isomerasa

  Ligasas : catalizan la degradación o síntesis de los enlaces denominados "fuertes" mediante el acoplamiento a moléculas de alto valor energético como elATP. Ejemplos: sintetasas, carboxilasas .

10

Aplicaciones industriales

Las enzimas son utilizadas en la industria química, y en otros tipos de industria, en donde se requiere el uso de catalizadores muy especializados. Sin embargo, las enzimas están limitadas tanto por el número de reacciones que pueden llevar a cabo como por su ausencia de estabilidad en solventes orgánicos y altas temperaturas. Por ello, la ingeniería de proteínas se ha convertido en un área de investigación muy activa donde se intentan crear enzimas con propiedades nuevas, bien mediante diseño racional, bien mediante evolución in vitro. Estos esfuerzos han comenzado a tener algunos éxitos, obteniéndose algunas enzimas que catalizan reacciones no existentes en la naturaleza

Aplicación Enzimas utilizadas Usos

Procesado de alimentos

La amilasa cataliza la degradación del almidón en azúcares sencillos.

Amilasas de hongos y plantas.

Producción de azúcares desde el almidón, como por ejemplo en la producción de jarabe de maíz.81 En la cocción al horno, cataliza la rotura del almidón de la harina en azúcar. La fermentación del azúcar llevada a cabo por levadurasproduce el dióxido de carbono que hace "subir" la masa.

ProteasasLos fabricantes de galletas las utilizan para reducir la cantidad de proteínas en la harina.

Alimentos para bebés

TripsinaPara pre-digerir el alimento dirigido a bebés.

Elaboración de cerveza

Las enzimas de la cebada son liberadas durante la fase de molido en la elaboración de la cerveza.

Las enzimas liberadas degradan el almidón y las proteínas para generar azúcares sencillos, aminoácidos y péptidos que son usados por las levaduras en el proceso de fermentación.

11

Cebada germinada utilizada para la elaboración de malta.

Enzimas de cebada producidas a nivel industrial

Ampliamente usadas en la elaboración de cerveza para sustituir las enzimas naturales de la cebada.

Amilasa, glucanasa y proteasasDigieren polisacáridos y proteínas en la malta.

Betaglucanasas y arabinoxilanasas

Mejoran la filtración del mosto y la cerveza.

Amiloglucosidasas y pululanasas

Producción de cerveza baja en calorías y ajuste de la capacidad de fermentación.

ProteasasEliminan la turbidez producida durante el almacenamiento de la cerveza.

Acetolactatodecarboxilasa (ALDC)

Incrementa la eficiencia de la fermentación mediante la reducción de la formación de diacetilo.82

Zumos de frutas Celulasas, pectinasas Aclarado de zumos de frutos.

Industria láctea Renina, derivado del estómago de animales rumiantes jóvenes (como terneros y ovejas).

Producción de queso, usada para hidrolizar proteínas.

Enzimas producidas por bacterias

Actualmente, cada vez más usadas en la industria láctea.

Lipasas Se introduce durante el proceso de producción del queso

12

Queso de Roquefort.

Roquefort para favorecer la maduración.

LactasasRotura de la lactosa en glucosa y galactosa.

Digestión de carne PapaínaAblandamiento de la carne utilizada para cocinar.

Industria del almidón

Glucosa.

Fructosa.

Amilasas, amiloglucosidasas y glucoamilasas

Conversión del almidón en glucosa y diversos azúcares invertidos.

Glucosa isomerasa

Conversión de glucosa en fructosa durante la producción de jarabe de maíz partiendo de sustancias ricas en almidón. Estos jarabes potencian las propiedades edulcorantes y reducen las calorías mejor que la sacarosa y manteniendo el mismo nivel de dulzor.

Industria del papel

Una fábrica de papel enCarolina del Sur.

Amilasas, xilanasas, celulasas y ligninasas

Degradación del almidón para reducir su viscosidad, añadiendo apresto. Las xilanasas reducen el blanqueador necesario para la decoloración; las celulasas alisan las fibras, favorecen el drenaje de agua y promueven la eliminación de tintas; las lipasas reducen la oscuridad y las ligninasas eliminan la lignina para ablandar el papel.

13

Industria del biofuel

Celulosa en 3D.

CelulasasUtilizadas para degradar la celulosa en azúcares que puedan ser fermentados.

LigninasasUtilizada para eliminar residuos de lignina.

Detergentes biológicos

Principalmente proteasas, producidas de forma extracelular por bacterias.

Utilizadas para ayudar en la eliminación de tintes proteicos de la ropa en las condiciones de prelavado y en las aplicaciones directas de detergente líquido.

AmilasasDetergentes de lavadoras para eliminar residuos resistentes de almidón.

LipasasUtilizadas para facilitar la eliminación de tintes grasos y oleosos.

CelulasasUtilizadas en suavizantes biológicos.

Limpiadores de lentes de contacto

ProteasasPara eliminar restos proteicos de las lentes de contacto y así prevenir infecciones.

Industria del hule CatalasaPara generar oxígeno desde el peróxido, y así convertir ellátex en hule espumoso.

Industria fotográfica Proteasa (ficina) Disolver la gelatina de las películas fotográficas usadas, permitiendo así la recuperación

14

de su contenido en plata.

Biología molecular

ADN de doble hélice.

Enzimas de restricción, ADN ligasa y polimerasas

Utilizadas para manipular el ADN mediante ingeniería genética. De gran importancia en farmacología, agricultura,medicina y criminalística. Esenciales para digestión de restricción y para la reacción en cadena de la polimerasa.

15

Tema 6. Vitaminas y Coenzimas

El termino vitamina significa "aminas necesarias para la vida" fue utilizado por primera vez en

1912 por el bioquímico Funk, debido a que la primera que se describió la B1 tenia un grupo

amino, hoy se sigue utilizando aunque se sabe que no todas tienen grupo amino.

Son compuestos orgánicos de composición variada, que son indispensables en cantidades muy

pequeñas (mg o µg diarios) para el correcto funcionamiento del organismo.

Son sintetizadas por vegetales y microorganismos pero no por los animales salvo algunas

excepciones (aves sintetizan vitamina C), por ello tenemos que tomarlas obligatoriamente en

la dieta, bien como tales vitaminas o en forma de provitaminas (sustancias precursoras que en

el organismo se transforman en vitaminas), por ejemplo el β-caroteno es un pigmento rojo-

anaranjado presente en zanahorias, tomates... que actúa de provitamina, ya que nuestro

organismo puede sintetizar vitamina A a partir del β-caroteno.

Algunas actúan como coenzimas o forman parte de ellas, y otras intervienen en funciones

especializadas. Se destruyen fácilmente por el calor, la luz, las variaciones de pH, el

almacenamiento prolongado, etc.

Tanto su déficit como su exceso originan trastornos metabólicos más o menos graves para

el organismo. Estas alteraciones pueden ser de tres tipos:

- Avitaminosis: Se produce por la ausencia total de una vitamina.

- Hipovitaminosis: Se origina por el déficit de alguna vitamina.

Estas dos alteraciones dan lugar a las llamadas enfermedades carenciales, que pueden

resultar mortales.

- Hipervitaminosis: Se produce cuando hay exceso de alguna vitamina, en el caso de las

vitaminas liposolubles A y D puede resultar tóxico por su dificultad para ser eliminadas.

Atendiendo a su solubilidad las vitaminas se dividen en dos grupos:

Compuestos orgánicos

16

• Diferente de las grasas, HCO y proteínas.

• No tienen relación estructural entre sí.

• Difieren en sus acciones fisiológicas, pero se estudian en conjunto porque todas tienen un papel metabólico específico.

-Componente natural de los alimentos,

• Suele encontrarse en cantidades muy pequeñas.

• Normalmente la ingesta diaria las contiene

-No sintetizados por el huésped en cantidades adecuadas para satisfacer sus necesidades fisiológicas normales: CARÁCTER ESENCIAL.

• Algunas (K, B1, B12, ácido fólico) pueden formarse en pequeñas cantidades por acción de la flora intestinal.

• La vit. A puede sintetizarse en hígado a partir de sus precursores (los carotenos = provitamina A). • La vitamina D puede obtenerse por la exposición del 7-deshidrocolesterol de la piel a la luz solar que da lugar a la vit D3.

-No generan energía, son “acalóricas” si utilizamos la kcal como medida energética.

-Las carencias originan trastornos y patologías (avitaminosis).

VITAMINAS: COMPONENTES VITALES DE LA DIETA.

VITAMEROS Las trece vitaminas comprenden un número de 2 a 3 veces mayor de vitámeros importantes.

Los vitámeros son las múltiples formas, isómeros y análogos activos, de las vitaminas.

Funcionan de varias formas a nivel metabólico:

1. Como estabilizadores de membrana

2. Como donadores y aceptores de hidrógeno y electrones

3. Como hormonas

4. Como coenzimas

El tipo de función metabólica de un vitámero específico depende de:

17

•La estructura química

•Distribución en células y tejidos

•Actividad química

VITAMINAS Clasificación en base a su solubilidad:

Vitaminas hidrosolubles: Son de naturaleza polar y por lo tanto solubles en agua, lo que

permite eliminar el exceso fácilmente por la orina (es muy rara la hipervitaminosis), aunque es

necesario ingerirlas diariamente debido a que no se pueden almacenar fácilmente, lo que hace

más probable la hipovitaminosis. Son la vitamina C o ácido ascórbico y las vitaminas del

complejo B. las vitaminas del complejo vitamínico B actúan como coenzimas o forman parte

de ellos. Las vitaminas del complejo B son: la vitamina B1 o tiamina, la vitamina B2 o

riboflavina, la vitamina B3 o niacina o nicotinamida, la vitamina B5 o ácido pantoténico, la

vitamina B6 o piridoxina, la vitamina B8 o biotina, la vitamina B9 o ácido fólico y la

vitamina B12 o cianocobalamina.

HIDROSOLUBLES: Vitamina C y complejo B

Vitaminas liposolubles: Son de naturaleza lipídica y por lo tanto no son solubles en agua y sí lo son en disolventes orgánicos. Se pueden almacenar junto con las grasas, por lo que es muy raro la hipovitaminosis, aunque es más probable la hipervitaminosis. Alguna como la A y D si se toman en exceso pueden resultar toxicas, puesto que al no disolverse en agua no se eliminan por la orina. No actúan como coenzimas. Son las vitaminas: vitamina A o retinol necesaria para la vista, la vitamina D o calciferol necesaria para los huesos, la vitamina K o filoquinona necesaria para la coagulación sanguínea y la vitamina E o tocoferol que es un potente antioxidante

LIPOSOLUBLES: Vitaminas A, D, E y K

Esta clasificación determina:

• Absorción

• Mecanismo de transporte

• Almacenamiento en el organismo

18

• Excreción

ABSORCION INTESTINAL

Liposolubles: depende de la dispersión micelar en el lumen intestinal. Se absorben con los lípidos. Cualquier causa que interfiera la absorción intestinal (laxantes, antibióticos, malabsorción fisiológica, FÁRMACOS) disminuye el ingreso de estas.

Hidrosolubles: captadas por la superficie de absorción del intestino de manera más directa.

• Difusión simple (no saturable)

• Portadores específicos (saturable; transporte especializado)

• C, B12, tiamina y folatos:

• A dosis bajas se absorben a través de mecanismos dependientes de portadores

• A dosis altas se absorben mediante difusión simple

FORMA ACTIVA: pirofosfato de tiamina (TPP) formado por transferencia de un grupo fosfato del ATP a la tiamina.

VITAMINA B1: TIAMINA Implicaciones nutricionales en países industrializados •Consumo exclusivo de alimentos muy refinados (harinas blancas de pequeño grado de extracción). •Alteraciones gastrointestinales: malabsorción •Exceso de HCO en la dieta y requerimientos energéticos elevados: -deportistas -nutrición parenteral total a base de G •Anorexia •Alcoholismo •Dieta inadecuada •Elevado aporte energético del alcohol evita la ingesta de otros alimentos •Las bebidas alcohólicas no aportan tiamina •El alcohol requiere tiamina para ser metabolizado •Si hay hepatopatía alcohólica, está afectada la síntesis de TPP (forma activa de B1)

Hipervitaminosis: toxicidad No hay Fenómenos de sensibilización tras la administración intravenosa repetida Dosis parenterales (>100 veces recomendaciones) pueden producir cefalea, convulsiones, debilidad muscular y reacciones alérgicas. Dosis masivas (>1000 veces las necesidades nutricionales) deprimen el centro respiratorio (forma comercial: clorohidrato de Tiamina)

19

VITAMINA B2: RIBOFLAVINA FORMA S ACTIVAS: Flavin-mononucleótido (FMN) Pigmento fluorescente amarillo-verdoso reconocido en la leche en 1879; se descubrió su efecto en 1932 y se sintetizó en 1935

FORMA S ACTIVAS: Flavin-mononucleótido (FMN)

Flavín-adenin-dinucleótido (FAD)

VITAMINA B2: RIBOFLAVINA FUENTES: Leche (lactoflavina), huevos, hígado y vegetales verdes.

FUNCIONES FAD y FMN son coenzimas de una serie de oxidasas y deshidrogenasas: pueden aceptar dos H para formar FADH2 y FMNH2, respectivamente, y formar parte de reacciones redox como la cadena transportadora de electrones o actuar como antioxidantes

EFECTOS del DÉFICIT

Esencial para el metabolismo de HCO, aa y lípidos y actúa también como antioxidante. Las deficiencias se manifiestan inicialmente en tejidos con recambio celular rápido: •Piel •Epitelios

Carencia de Riboflavina ¿Cuándo se produce? •El déficit aislado es raro. •Casi siempre se encuadra en el conjunto de una hipovitaminosis generalizada. •Los casos no complicados se manifiestan tras varios meses de privación de la vitamina. Manifestaciones: •LESIONES DERMICAS: dermatitis seborreica (pliegues nasolabiales, escroto o vulva) •LESIONES DE MUCOSAS: •Queilosis (fisuras en los labios) •Estomatitis angular (grietas en la piel en los ángulos de la boca) •Glositis, lengua magenta (lengua púrpura e hinchada) •LESIONES OCULARES: •Congestión conjuntival con fotofobia, ardor y sensación de cuerpo extraño) •Cataratas

20

VITAMINA B6: PIRIDOXINA FUENTES: Amplia distribución en alimentos. Especialmente en carnes, productos de grano entero (trigo o maíz), vegetales y nueces.

FORMA ACTIVA: fosfato de piridoxal (PLP). Actúa como coenzima en más de medio centenar de enzimas relacionadas con el metabolismo de los aa. Existe en tres formas: piridoxina, piridoxal y piridoxamina, son compuestos cíclicos de la piridina, metabólicamente interconvertibles.

FUENTES: Amplia distribución en alimentos. Especialmente en carnes, productos de grano entero (trigo o maíz), vegetales y nueces. FORMA ACTIVA: fosfato de piridoxal (PLP). Actúa como coenzima en más de medio centenar de enzimas relacionadas con el metabolismo de los aa.

FUNCIONES

•Metabolismo de los aa: aminotransferasa y serina-dehidratasa •Síntesis del Hemo (ALA-sintasa, cataliza el paso limitante) •Glucógeno-fosforilasa •Conversión del triptófano en niacina •Papel indirecto en la síntesis de serotonina y noradrenalina, ya que derivan de los aa •Modula la acción del cortisol y otras hormonas esteroides

EFECTOS del DÉFICIT

•Metabolismo anormal de los aa aminoácidos

•Anemia hipocrómica microcítica

•Alterada la liberación de G del glucógeno

•Pelagra secundaria

•Depresión y convulsiones.

21

VITAMINA C

Ácido ascórbico, factor antiescorbútico

DIGESTION, ABSORCION y METABOLISMO •Mayoritariamente absorbida en doudeno y yeyuno proximal mediante transporte activo y difusión facilitada. •La eficiencia de este proceso es considerable, a dosis bajas (180 mg) se absorbe el 80- 90%, pero declina a consumos > 1 gr/día (12 gr se absorbe un 12%). •Amplia distribución en los tejidos, siendo máxima en aquellos con intenso metabolismo como glándulas suprarrenales, hipófisis, hígado, páncreas y encéfalo. •Tanto el ácido ascórbico como sus metabolitos son excretados mayoritariamente por orina. En riñón se reabsorbe a nivel tubular, mediante mecanismos de transporte dependientes de Na. Este sistema es saturable, de tal forma que si las concentraciones de vitamina C exceden la capacidad de reabsorción, el ácido ascórbico aparece en orina.

FUENTES Frutas, verduras y hortalizas

El contenido varía de acuerdo a las condiciones de crecimiento y el grado de madurez cuando se cosecha. Así por ejemplo es apreciable la cantidad de vitamina C en cereales, legumbres y frutos secos en estado de germinación.

PERDIDAS VITAMINICAS DURANTE EL ALMACENAMIENTO y PROCESAMIENTO •Es una de las vitaminas más fácilmente destruidas durante el procesamiento y conservación, siendo las pérdidas grandes, incluso totales durante la manipulación culinaria. •Es preciso considerar estos aspectos a la hora de evaluar el contenido “real” en los alimentos. La refrigeración y la congelación rápida ayudan a retener la vitamina. El contenido en vitamina de los productos congelados cerca de la fuente de suministro es a menudo mayor que el de los productos frescos, que han sufrido transporte y almacenamiento prolongado. Al modificar la situación estructural del

22

alimento (cortes, aplastamientos, etc.) hay enzimas que pueden inactivarla (estos enzimas se inactivan a partir de los 60º). VITAMINA C

FUNCIONES

Coenzima en reacciones de hidroxilación Prolina y lisina hidroxilasas en la síntesis de colágeno •Dopamina hidroxilasa en la síntesis de noradrenalina Agente reductor Reduce el Fe 3+ dietético a Fe2+ en el intestino, permitiendo su absorción; por tanto, el déficit puede ocasionar anemia. Antioxidante y “basurero” de radicales libres Inactiva los radicales de oxígeno libres que dañan las membrannas lipídicas,, las proteínas y el ADN. Protege a otros antioxidantes (vitaminas A y E)

EFECTOS del DÉFICIT

El colágeno es la principal proteína de la que depende la integridad de los tejidos fibrosos (conjuntivo, cartílago, matriz ósea, dentina, piel y tendones). Las alteraciones en esta función se manifiestan como lesiones en la cicatrización de las heridas Junto con las alteraciones debidas a la falta de colágeno pueden aparecer equímosis, hemorragias puntiformes y encias sangrantes Hidroxilación de noradrenalina. En periodos de estrés, aumenta la producción suprarrenal de noradrenalina y se reduce la concentración de la vitamina.

VITAMINA A

•Conjunto de compuestos con actividad biológica del retinol, llamado así porque se aisló de la retina, donde funciona en los pigmentos visuales. •Existen en la naturaleza en tres formas: alcohol: retinol aldehido: retinal o retinaldehido ácido: ácido retinoico Carotenoides: Algunos (50) muestran actividad provitamina A El más activo (y cuantitativamente más importante) es el -caroteno. Tipos: •Carotenoides hidrocarbonados o carotenos: no contienen oxígeno. ,, - carotenos. •Xantofilas u oxidocarotenoides:

23

carotenoides oxigenados con grupos carboxilos y/o hidroxilos en sus grupos sustituyentes. -criptoxantinas

FUENTES: •Vitamina A preformada RETINOL: materia grasa de alimentos de origen animal (carne, hígado de pescado, hígado de ternera, cordero o cerdo, yema de huevo, leche, mantequilla). Fuentes naturales más ricas: aceites de hígado de pescado (bacalao, halibut). •Carotenoides (-caroteno): vegetales de color rojo, amarillo, anaranjado o verde como la zanahoria, tomate, calabaza, espinacas, albaricoque o melón. También contenido en las partes verdes de verduras (pero su color queda enmascarado por la clorofila); Las hojas verde oscuro son una buena fuente.

Funciones: •Mejoría del sistema inmune •Inhibición de mutagénesis •Disminución del riesgo de degeneración macular y cataratas •Inhibición de algunos cánceres •Efectos beneficiosos en algunos sucesos cardiovasculares •Gran capacidad antioxidante

FUNCIONES

Fisiología de la visión (papel estructural) Forma activa: retinaldehido o retinal Diferenciación de células epiteliales (función aparentemente hormonal) Formas activas: retinol, retinal y ácido retinoico Crecimiento

EFECTOS

Retina : dos tipos celulares responsables de la visión: •Bastones: visión nocturna o en ambientes poco iluminados, carente de colores •Conos: visión diurna, con colores •La vitamina A forma parte de ambos como componente no proteico de los respectivos pigmentos fotosensibles. • Mantenimiento de la diferenciación celular y producción de mucus. •Déficit: << producción de células secretoras de moco; sustitución de células columnares por capas de epitelio córneo (queratinización), que afecta a córnea, pulmón, piel y mucosa intestinal. •Modulación del crecimiento de los huesos durante el remodelado óseo. Optimiza la actividad de las células del cartílago. •Déficit: >> cambios en cartílago y hueso; huesos cortos y gruesos con distribución anormal de osteoblastos y osteoclastos

24

25

Las coenzimas son cofactores orgánicos no proteicos, termoestables, que unidos a una apoenzima constituyen la holoenzima o forma catalíticamente activa de laenzima. Tienen en general baja masa molecular (al menos comparada con la apoenzima) y son claves en el mecanismo de catálisis, por ejemplo, aceptando o donando electrones o grupos funcionales, que transportan de una enzima a otra

La apoenzima es la parte proteica de una holoenzima, es decir, una enzima que no puede llevar a cabo su acción catalítica desprovista de los cofactoresnecesarios, ya sean iones metálicos (Fe, Cu, Mg, etc.) u orgánicos, que a su vez puede ser una coenzima o un grupo prostético, dependiendo de la fuerza de sus enlaces con la apoenzima. La apoenzima, es por tanto, catalíticamente inactiva, hasta que se le une el cofactor adecuado.

Una holoenzima es una enzima que está formada por una proteína (apoenzima) y un cofactor, que puede ser un ion o una molécula orgánica compleja unida (grupo prostético) o no (una coenzima). En resumidas cuentas, es una enzima completa y activada catalíticamente.

coenzimas los 2 grupos más importantes son:

1) Coenzimas que intervienen en las reacciones de óxidorreducción.

26

Actúan transfiriendo H+ y e- de unos sustratos a otros. Aquí se incluyen:

■ Piridín-nucleótidos. Tienen en su composición nicotinamida. En este grupo se incluye:

- NAD (nicotinamida-adenina-dinucleótido o nicotín - adenín – dinucleótido)

- NADP (nicotinamida-adenina-dinucleótido-fosfato o nicotín-adenín-dinucleótido– fosfato).

■ Flavin-nucleótidos: Tienen en su composición riboflavina o vitamina B2. Aquí se incluyen:

FMN (flavín - mono – nucleótido) y FAD (flavín - adenín – dinucleótido).

2) Coenzimas que intervienen en reacciones de transferencia de grupos químicos.

Los más importantes son:

■ Nucleótidos trifosfatos. El más importante de todos es el adenosín trifosfato (ATP) hay otros como CTP, UTP, etc.

Estos coenzimas transfieren grupos fosfato, además son importantes por la gran cantidad de energía que acumulan en los enlaces que unen a las moléculas de fosfórico, esta energía se libera cuando estos enlaces se rompen.

■ Coenzima A (CoA-SH). Interviene en la transferencia de grupos acetil de unos sustratos a otros. Contiene en su composición ácido

pantoténico o vitamina B5.

 Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP) Dinucleótido de flavina y adenina (FAD)