Tema de la clase:

Tipo de reacciones bioquímicas

Objetivo:Reconocer los diferentes tipos de transformaciones que sufren las biomoléculas.

Conocimiento previo:

Conocimientos básicos de química: Átomos, moléculas, estado de oxidación.Estructura y nomenclatura grupos funcionales de las principales biomoléculas: carbohidratos, aminoácidos, proteínas, lípidos.

Son aquellas que se llevan a cabo en ser vivo, en alguno de sus componentes como un órgano, un tejido o una célula, o bien, aquellas que se llevan a cabo in vitro mediante el uso de tejidos, células o fluidos biológicos aislados de un organismo intacto.

Enzima

A + B ↔ C + D Substratos Productos

TIPO DE REACCIONES BIOQUÍMICAS

REACCIONES BIOQUÍMICAS

Modelo de una reacción bioquímica bisubstrato:

Cofactor enzimático:Substancia necesaria para que la enzima lleve a cabo su función catalítica, puede ser un ión metálico o una molécula orgánica.

Producto:Es la sustancia que se forma como resultado de una reacción bioquímica.

Substrato:Es la substancia que sufre una transformación en una reacción bioquímica para formar el producto.

Componentes de una reacción bioquímica:

Reactivo:Substancia que participa en la reacción pero que no forma parte del producto. Como ejemplo se puede mencionar a los hidrogeniones, necesarios para ajustar el pH del medio de reacción.Enzima:Substancia generalmente de naturaleza proteínica que cataliza la reacción bioquímica.

CO2 + H2O ↔ C6H12O6 + O2

O R O ║ │ ║— C — N — C — C — N — │ │ │ H H H

n

R O │ ║ HN — C — C — OH │ H

n

REACCIONES ANABÓLICAS

Son reacciones mediante las cuales se sintetizan moléculas complejas a partir de sustratos de menor peso molecular.

REACCIONES CATABÓLICAS

Son reacciones mediante las cuales se degradan las macromoléculas como proteínas, polisacáridos, triacilglicéridos, etc., para producir moléculas más pequeñas.

Funciones de las reacciones catabólicas:•Obtener compuestos precursores para los procesos de síntesis.•Producción de energía.

REACCIONES MÁS COMUNES EN BIOQUÍMICA

Reacciones de oxidación COO- │ CH2

│H2C │ COO-

COO- │ CH ║ HC │ COO-

FAD FADH2

Succinato deshidrogenasaCómo identificar una reacción de oxidación:

•El producto contiene más átomos de oxígeno

que el substrato

•El producto contiene menos átomos de

hidrógeno que el substrato

•El producto tiene más dobles enlaces que el

substrato

•Si el substrato es un ión, el producto tiene una

carga mayor que el substrato

•En la reacción entra NAD+ y sale NADH + H+

•En la reacción entra NADP+ y sale NADPH + H+

•En la reacción entra FAD y sale FADH2

•Se fragmenta la molécula del substrato y se

adiciona oxígeno

•Las oxidaciones fuertes producen CO2 y H2O

Succinato Fumarato

Reacciones de reducción

CH3 │ C═O │ COOH

NADH + H+

NAD+

Hidrogenasa

CH3 │ H—C—OH │ COOH

Cómo identificar una reacción de reducción:

•El producto contiene menos átomos de oxígeno

que el substrato

•El producto contiene más átomos de hidrógeno

que el substrato

•El producto tiene menos dobles enlaces que el

substrato

•Si el substrato es un ión, el producto tiene una

carga menor que el substrato

•En la reacción entra NADH + H+ y sale NAD+

•En la reacción entra NADPH + H+ y sale NADP+

•En la reacción entra FAD H2 y sale FAD

Piruvato Hidroxipiruvato

Reacciones de isomerización

H —C═O │ H — C—OH │ H2C—O—PO2-

3

Isomerasa

H2 —C—OH │ C═O │ H2C—O—PO2-

3

Consisten en el reordenamiento interno de la estructura de la molécula del sustrato, sin pérdida o ganancia neta de electrones.

Reacciones de mutación Es un tipo de reacción de

isomerización en la cual ocurre un cambio de posición de un grupo funcional o de un enlace característico de la molécula.

-O—C═O │ H—C—OH │ H2C—O—PO2-

3

Mutasa

-O—C═O │ H—C—O—PO2-

│ 3

H2C— OH

Gliceraldehido 3 fosfato Dihidroxiacetona fosfato

Gliceraldehido 3 fosfato 2 fosfoglicerato

Reacciones de hidratación

H COOH

\ ⁄ C ═ C

⁄ \HOOC H

H H

│ │HOOC— C — C —COOH

│ │

H OH

Hidratasa

H2O Es una reacción de tipo anabólico que consiste en la adición de una molécula de agua a la molécula del substrato.

Reacciones de hidrólisis

Hidroliasa

H2O

O

HH

HO H

HOH

CH2OH

OH

O

H

H

HOH

CH2OH

OH

O H

OHH

HOH

CH2OH

OH

O H

OH

H

HO

Son reacciones catabólicas en las cuales participa la molécula de agua, la cual sufre una ruptura produciéndose HO- y –H, incorporándose estos fragmentos de la molécula de agua a los residuos del substrato. Mediante este tipo de reacción se digieren las macromoléculas como son polisacáridos, proteínas y lípidos.

Ácido fumárico Ácido málico

Reacciones de fosforilación - Desfosforilación

H

HOH

CH2OH

OH

OH

HO

H

OHH

HOH

CH2OƤ

OH

OH

HO

H

OH

ATP

ADP

Hexocinasa

La fosforilación es un tipo de reacción de síntesis que consiste en la adición un grupo fosfato al substrato, generalmente con la formación de una molécula de agua, la cual se forma a partir de un –OH del fosfato y un –H del substrato.

Reacciones de hidrogenación- deshidrogenación

COO- │ CH2

│ H—C—COO-

│ HO—CH │

COO-

COO- │ CH2

│ H2C │O═C │

COO-

NAD+

NADH + H+

Isocitrato

deshidrogenasa

CO2

Tipo de reacción de óxido-reducción en la cual ocurre una transferencia de hidrógeno.Si el substrato pierde hidrógenos, se trata de una reacción de oxidación.Si el substrato recibe hidrógeno, se trata de una reacción de reducción.

Isocitrato Alfa cetoglutarato