lunes, 16 de febrero de 2015

Gluconeogenesis

Introducción
La gluconeogénesis es la síntesis de glucosa nueva (i.e. glucosa que no viene del glicógeno). La producción de glucosa a partir de otros metabolitos es necesaria para el uso como fuente de energía por el cerebro, testículos, eritrocitos, y medula renal debido a que la glucosa es la única fuente de energía para estos órganos. Durante la inanición, sin embargo, el cerebro puede obtener energía a partir cuerpos cetónicos que se convierten en acetil-CoA y desvía hasta el ciclo TCA. Los esqueletos de carbono primarios utilizados para la gluconeogénesis se derivan de piruvato, lactato, glicerol y la alanina amino ácidos y la glutamina. El hígado es el sitio principal de la gluconeogénesis, sin embargo, como se discute más adelante, el riñón y el intestino delgado también tienen papeles importantes que desempeñar en esta vía.

La síntesis de glucosa a partir de precursores de tres o cuatro carbonos es esencialmente el reverso de la glucólisis. Las características más importantes de la vía de la gluconeogénesis se diagraman a continuación.



Reacciones de la gluconeogénesis: Gluconeogénesis de dos moles de piruvato a dos moles de 1,3-difosfoglicerato consume seis moles de ATP. Esto hace que el proceso de la gluconeogénesis muy costoso desde un punto de vista energético teniendo en cuenta que la oxidación de la glucosa a dos moles de piruvato produce dos moles de ATP. Los principales sustratos para la gluconeogénesis hepáticas (glicerol, lactato, alanina y piruvato) están encerrados en cajas de color rojo para destacar. Las reacciones que tienen lugar en las mitocondrias son piruvato a OAA y OAA a malato. El piruvato desde el citosol se transporta a través de la membrana mitocondrial interna por el transportador de piruvato (SLC16A1, también llamado el transportador monocarboxilato). siguiente reducción de OAA a malato el malato es transportador al citosol por la malato transportador (SLC25A11). En el citosol el malato es oxidado a OAA y el OOA a continuación, se alimenta en la vía de la gluconeogénesis a través de la conversión a PEP a través de PEPCK. La reacción PEPCK es otro sitio para el consumo de ATP (GTP como en la reacción de PEPCK). La inversión de la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH) de reacción requiere un suministro de NADH. Cuando lactato es el sustrato de la gluconeogénesis el NADH se suministra por la lactato deshidrogenasa (LDH) reacción (indicado por las líneas de guiones), y es suministrada por la reacción de la malato deshidrogenasa cuando el piruvato es el sustrato. En segundo lugar, 1 mol de gliceraldehido-3-fosfato debe ser isomeriza a DHAP y luego un mol de DHAP se puede condensar a un mol de gliceraldehido-3-fosfato para formar 1 mol de fructosa-1,6-bisfosfato en una inversión de la reacción de la aldolasa. En hepatocitos la reacción de la glucosa-6-fosfatasa (G6Pasa) permite que el hígado suministrar la sangre con glucosa libre. Recuerde que, debido a la alta Km de glucoquinasa hepática mayor parte de la glucosa se no ser fosforilada y fluirá hacia abajo de su gradiente de concentración de hepatocitos y en la sangre. ALT: alanina transaminasa. PGAM1 : fosfoglicerato mutasa 1. PGK1: fosfoglicerato quinasa 1. TMI: isomerasa de triosa. IGP: isomerasa de glucosa-6-fosfato. GPD: glicerol-3-fosfato deshidrogenasa. F1,6BPase: Fructosa-1,6-bisfosfatasa.














buffer tris

TRIS

Tris es el nombre abreviado del compuesto orgánico conocido como tris(hidroximetil)aminometano, de fórmula (HOCH2)3CNH2. Se utiliza ampliamente en bioquímica y biología molecular, en particular para preparar disoluciones tampón(por ejemplo, tampones Tris-HCl, Tris-Gly, TAE y TBE). Es una amina primaria, con la reactividad típica, por ejemplo la condensación con aldehídos y el establecimiento de un equilibrio ácido-base (responsable de su capacidad tamponante).

características 
El Tris tiene un pKa de 8,06, lo que le aporta capacidad tamponante efectiva en un intervalo de pH entre 7,0 y 9,2.
El pKa disminuye aproximadamente 0,03 unidades por cada grado centígrado de incremento de temperatura.
La forma de uso más frecuente se llama Tris base (es la forma básica, no ionizada, de la amina); en ocasiones se utiliza también la forma ácida o hidrocloruro (Tris·HCl). Para ajustar el tampón a un pH específico se puede usar OH- para Tris·HCl o H+ para Tris base, o bien mezclar dos disoluciones de Tris·HCl y Tris base hasta que el pH sea el deseado. El resultado es equivalente en los 3 casos, pero para conseguir la concentración esperada de tampón debe tenerse en cuenta que las masas moleculares de las formas básica y ácida (hidrocloruro) son diferentes.
La denominación Tris-HCl, que se usa habitualmente para los tampones, no indica que el tampón se haya preparado con el hidrocloruro de Tris, sino que se puede haber preparado con Tris base y la cantidad precisa de ácido clorhídrico para ajustar el pH al valor deseado. Como alternativa, por ejemplo, un tampón Tris-Gly está preparado con Tris base y glicina suficiente para ajustar el pH (el contraión en este caso, en lugar de cloruro, será la forma aniónica de la glicina).
El Tris es incompatible con electrodos de pH de plata de unión simple, ya que se produce una precipitación de Ag-Tris que obstruye la unión. Los electrodos de unión doble son resistentes a este problema, así como los electrodos que no contienen plata.
Es tóxico para las células de mamífero.

referencias 
1.     Volver arriba↑ Número CAS
2.     Volver arriba↑ Gomori, G., Preparation of buffers for use in enzyme studiesMethods Enzymology., 1, 138-146 (1955). Artículo en inglés.
3.     Volver arriba↑ Sheldon B. Markofsky “Nitro compounds, aliphatic” Ullmann's encyclopedia of industrial chemistry. 2002 por Wiley-VCH, Wienheim, 2002. DOI: 10.1002/14356007.a17_401. En inglés.

lunes, 9 de febrero de 2015

Glucogenesis


 La glucogénesis es la ruta anabólica por la que tiene lugar la síntesis de glucógeno (también llamado glicógeno) a partir de un precursor más simple, la glucosa-6-fosfato. Se lleva a cabo principalmente en el hígado, y en menor medida en el músculo.
El glucógeno se forma por la incorporación repetida de unidades de glucosa, ofrecida al sistema de forma de UDP-Glucosa a una semilla de glucógeno preexistente (glucogenina), que no es menor de 4 moléculas de glucosa unidas entre si. El único alimento de la vía glucogénica (glucogénesis) es la glucosa-6-fosfato.

La glucogénesis es estimulada por la hormona insulina, secretada por las células β (beta) de los islotes de Langerhans del páncreas y es inhibida por su contrarreguladora, la hormona glucagón, secretada por las células α (alfa) de los islotes de Langerhans del páncreas, que estímula la ruta catabólica llamada glucogenólisis para degradar el glucógeno almacenado y transformarlo en glucosa y así aumentar la glicemia (azúcar en sangre).
Desde el punto de vista enzimático, producir glucosiliosas desde lacticosinidas cuesta más de lo que produjo su degradación fosfórica. La ecuación extrafundamental es: 2 ac. piruviconio + 4 ATP + 2 ADP + 9 NADH + 7 H + 3 H2O --> Glucosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 P + 2 NAD+
El proceso de Glucogénesis, también conocido como combustion de glucosa, se lleva a cabo en la matriz extracelular del tejido epitelial.





viernes, 6 de febrero de 2015

Lipidos

Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por carbono e hidrógeno y generalmente también oxígeno; pero en porcentajes mucho más bajos. Además pueden contener también fósforonitrógeno y azufre.
Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común estas dos características:
1.    Son insolubles en agua
2.    Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo, benceno, etc.

















Los lípidos desempeñan cuatro tipos de funciones:
1.     
2.    Función de reserva. Son la principal reserva energética del organismo. Un gramo de grasa produce 9'4 kilocalorías en las reacciones metabólicas de oxidación, mientras que proteínas y glúcidos sólo producen 4'1 kilocaloría/gr.
3.    Función estructural. Forman las bicapas lipídicas de las membranas. Recubren órganos y le dan consistencia, o protegen mecánicamente como el tejido adiposo de piés y manos.
4.    Función biocatalizadora. En este papel los lípidos favorecen o facilitan las reacciones químicas que se producen en los seres vivos. Cumplen estafunción las vitaminas lipídicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.
5.    Función transportadora. El tranporte de lípidos desde el intestino hasta su lugar de destino se raliza mediante su emulsión gracias a los ácidos biliares y a los proteolípidos.
CLASIFICACIÓN DE LOS LÍPIDOS
Los lípidos se clasifican en dos grupos, atendiendo a que posean en su composición ácidos grasos (Lípidos saponificables) o no lo posean ( Lípidos insaponificables ).
1. Lípidos saponificables
A. Simples
·         Acilglicéridos
·         Céridos
B. Complejos
·         Fosfolípidos
·         Glucolípidos
2. Lípidos insaponificables
A. Terpenos
B. Esteroides
C. Prostaglandinas
ÁCIDOS GRASOS
Los ácidos grasos son moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada de tipo lineal, y con un número par de átomos de carbono. Tienen en un extremo de la cadena un grupo carboxilo (-COOH).
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Se conocen unos 70 ácidos grasos que se pueden clasificar en dos grupos :
·         Los ácidos grasos saturados sólo tienen enlaces simples entre los átomos de carbono. Son ejemplos de este tipo de ácidos el mirístico (14C);el palmítico (16C) y el esteárico (18C) .
·         Los ácidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles en su cadena y sus moléculas presentan codos, con cambios de dirección en los lugares dónde aparece un doble enlace. Son ejemplos el oléico (18C, un doble enlace) y el linoleíco (18C y dos dobles enlaces).
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Propiedades de los ácidos grasos
·         Solubilidad. Los ácidos grasos poseen una zona hidrófila, el grupo carboxilo (-COOH) y una zona lipófila, la cadena hidrocarbonada que presenta grupos metileno (-CH2-) y grupos metilo (-CH3) terminales.
Por eso las moléculas de los ácidos grasos son anfipáticas, pues por una parte, la cadena alifática es apolar y por tanto, soluble en disolventes orgánicos (lipófila), y por otra, el grupo carboxilo es polar y soluble en agua (hidrófilo).
·         Desde el punto de vista químico, los ácidos grasos son capaces de formar enlaces éster con los grupos alcohol de otras moléculas.
Cuando estos enlaces se hidrolizan con un álcali, se rompen y se obtienen las sales de los ácidos grasos correspondientes, denominados jabones, mediante un proceso denominado saponificación.
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LÍPIDOS SIMPLES
Son lípidos saponificables en cuya composición química sólo intervienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
Son lípidos simples formados por la esterificación de una,dos o tres moléculas de ácidos grasos con una molécula de glicerina. También reciben el nombre de glicéridos o grasas simples
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Según el número de ácidos grasos, se distinguen tres tipos de estos lípidos:
·         los monoglicéridos, que contienen una molécula de ácido graso
·         los diglicéridos, con dos moléculas de ácidos grasos
·         los triglicéridos, con tres moléculas de ácidos grasos.
Los acilglicéridos frente a bases dan lugar a reacciones de saponificación en la que se producen moléculas de jabón.
Ceras
Las ceras son ésteres de ácidos grasos de cadena larga, con alcoholes también de cadena larga. En general son sólidas y totalmente insolubles en agua. Todas las funciones que realizan están relacionadas con su impermeabilidad al agua y con su consistencia firme. Así las plumas, el pelo , la piel,las hojas, frutos, están cubiertas de una capa cérea protectora.
Una de las ceras más conocidas es la que segregan las abejas para confeccionar su panal.
LÍPIDOS COMPLEJOS
Son lípidos saponificables en cuya estructura molecular además de carbono, hidrógeno y oxígeno, hay también nitrógeno,fósforo, azufre o un glúcido.
Son las principales moléculas constitutivas de la doble capa lipídica de la membrana, por lo que también se llaman
 lípidos de membrana. Son tammbién moléculas anfipáticas.
Se caracterizan pr presentar un ácido ortofosfórico en su zona polar. Son las moléculas más abundantes de la membrana citoplasmática.
Algunos ejemplos de fosfolípidos
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Son lípidos complejos que se caracterizan por poseer un glúcido. Se encuentran formando parte de las bicapas lipídicas de las membranas de todas las células, especialmente de las neuronas. Se sitúan en la cara externa de la membrana celular, en donde realizan una función de relación celular, siendo receptores de moléculas externas que darán lugar a respuestas celulares.
Son moléculas lineales o cíclicas que cumplen funciones muy variadas, entre los que se pueden citar:
·         Esencias vegetales como el mentol, el geraniol, limoneno, alcanfor, eucaliptol,vainillina.
·         Vitaminas, como la vit.A, vit. E, vit.K.
·         Pigmentos vegetales, como la carotina y la xantofila.
Esteroides
Los esteroides son lípidos que derivan del esterano. Comprenden dos grandes grupos de sustancias:
1.    Esteroles: Como el colesterol y las vitaminas D.
2.    Hormonas esteroideas: Como las hormonas suprarrenales y las hormonas sexuales.
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El colesterol forma parte estructural de las membranas a las que confiere estabilidad. Es la molécula base que sirve para la síntesis de casi todos los esteroides
HORMONAS SEXUALES
Entre las hormonas sexuales se encuentran la progesterona que prepara los órganos sexuales femeninos para la gestación y la testosterona responsable de los caracteres sexuales masculinos.
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HORMONAS SUPRARRENALES
regulando la síntesis de glucógeno.
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Prostaglandinas
Las prostaglandinas son lípidos cuya molécula básica está constituída por 20 átomos de carbono que forman un anillo ciclopentano y dos cadenas alifáticas.
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Las funciones son diversas. Entre ellas destaca la producción de sustancias que regulan la coagulación de la sangre y cierre de las heridas; la aparición de la fiebre como defensa de las infecciones; la reducción de la secreción de jugos gástricos. Funcionan como hormonas locales.
Bioquímica de Harper
Química – Chang
Bioquímica - Horton, H. Robert; Moran, Laurence A; Ochs Raymond S; Rawn, J. David; Scrimgeour K. Gray - México, D.F: Prentice-Hall Hispanoamericana, 1995
Química - Sienko, Michell J; Plane, Robert A - Madrid: Aguilar, 1967

















jueves, 5 de febrero de 2015

complejo nitrogenasa

Fijación del nitrógeno por el complejo nitrogenasa
El complejo nitrogenasa está compuesto por dos metaloproteinas, una hierro-proteína y otra hierro-molibdenoproteina, cuya función es fijar el nitrógeno atmosférico N2 y transformarlo en NH3. Las enzimas trabajan por sucesión (fijan 2 pares de electrones por vuelta) uno a uno. La ferrodoxina oxidada es reducida por 8 electrones provenientes del NADH, NADPH o Piruvato +CoA, estos electrones los transfiere a la dinitrogenasa reductasa (hierro proteína) y el ATP se enlaza a la dinitrogenasa reductasa (la función del ATP no es como moneda energética si no como un puente que permite la transferencia electrónica) la unión del ATP  altera la conformación de la enzima acercando a la dinitrogenasa reductasa a la dinitrogenasa (hierro-molibdeno proteína)  el cual funciona como una trayectoria electrónica efectiva, tranfieriendo la dinitrogenasa reductasa un par de electrones al N2, hasta convertirlo en NH3







martes, 3 de febrero de 2015

Polisacáridos

Los polisacáridos son biomoléculas formadas por la unión de una gran cantidad de monosacáridos. Se encuentran entre los glúcidos, y cumplen funciones diversas, sobre todo de reservas energéticas y estructurales.
Los polisacáridos son polímeros cuyos constituyentes (sus monómeros) son monosacáridos, los cuales se unen repetitivamente mediante enlaces glucosídicos. Estos compuestos llegan a tener un peso molecular muy elevado, que depende del número de residuos o unidades de monosacáridos que participen en su estructura. Este número es casi siempre indeterminado, variable dentro de unos márgenes, a diferencia de lo que ocurre con biopolímeros informativos, como el ADN o los polipéptidos de las proteínas, que tienen en su cadena un número fijo de piezas, además de una secuencia específica.

Los polisacáridos pueden descomponerse, por hidrólisis de los enlaces glucosídicos entre residuos, en polisacáridos más pequeños, así como en disacáridos o monosacáridos. Su digestión dentro de las células, o en las cavidades digestivas, consiste en una hidrólisis catalizada por enzimas digestivas (hidrolasas) llamadas genéricamente glucosidasas, que son específicas para determinados polisacáridos y, sobre todo, para determinados tipos de enlace glucosídico. Así, por ejemplo, las enzimas que hidrolizan el almidón, cuyos enlaces son del tipo llamado α(1→4), no pueden descomponer la celulosa, cuyos enlaces son de tipo β(1→4), aunque en los dos casos el monosacárido sea el mismo. Las glucosidasas que digieren los polisacáridos, que pueden llamarse polisacarasas, rompen en general uno de cada dos enlaces, liberando así disacáridos y dejando que otras enzimas completen luego el trabajo.

Disacáridos

Los disacáridos son un tipo de glúcidos formados por la condensación (unión) de dos azúcares monosacáridos iguales o distintos mediante un enlace O-glucosídico (con pérdida de una molécula de agua) pues se establece en forma de éter siendo un átomo de oxígeno el que une cada pareja de monosacáridos, mono o dicarbonílico, que además puede ser α o β en función del -OH hemiacetal o hemicetal. Los disacáridos más comunes son:
·         Sacarosa: formada por la unión de una glucosa y una fructosa. A la sacarosa se le llama también azúcar común. No tiene poder reductor.
·         Lactosa: formada por la unión de una glucosa y una galactosa. Es el azúcar de la leche. Tiene poder reductor .
·         Maltosa, isomaltosa, trehalosa y celobiosa: formadas todas por la unión de dos glucosas, son diferentes dependiendo de la unión entre las glucosas. Todas ellas tienen poder reductor, salvo la trehalosa.
El carácter reductor se da en un disacárido si uno de los monosacáridos que lo forman tiene su carbono anomérico (o carbonílico) libre, es decir, si este carbono no forma parte del enlace O-glucosídico. Dicho de otra forma, si el enlace O-glucosídico es monocarbonílico el disacárido resultante será reductor (maltosa, celobiosa, etc.), mientras que si el enlace O-glicosídico es dicarbónílico el disacárido resultante será no reductor (sacarosa, trehalosa).

La fórmula empírica de los disacáridos es C12H22O11. El enlace covalente entre dos monosacáridos provoca la eliminación de un átomo de hidrógeno de uno de los monosacáridos y de un grupo hidroxilo del otro monosacárido, de forma que en conjunto podemos decir que se elimina una molécula de agua (H2O) que se libera al medio de reacción.