Tema 4
Bioenergética
test
(verdadero/falso)
preguntas
cortas
4.01- La DG' de una reacción bioquímica depende de la concentración inicial de sus
componentes; en cambio, la DGo' es independiente de las concentraciones.
4.02- La hidrólisis de grupos fosfato siempre va asociada a una alta
variación de energía libre estándar.
4.03- Se obtiene menos energía libre (en condiciones estándar) de la
hidrólisis del enlace fosfato de la D-glucosa-6-fosfato que de la hidrólisis
del enlace fosfato del fosfoenolpiruvato.
4.04- En el equilibrio, la variación de energía libre es cero.
4.05- Todas las reacciones químicas con DG=0 son espontáneas.
4.06- Para que una reacción bioquímica pueda tener lugar, habrá de tener un
valor de energía libre de Gibbs negativo.
4.07- Una reacción con DG < 0 es exotérmica.
4.08- DG es una constante para cada reacción determinada.
4.09- El valor de DG para una secuencia total de una vía metabólica siempre es negativo, tanto
si la vía es anabólica como catabólica.
4.10- La variación de energía libre estándar de una reacción química
depende de la concentración inicial de sus componentes.
4.11- La hidrólisis de grupos fosfato nunca va asociada a una alta
variación de energía libre estándar.
4.12- Se obtiene menos energía libre (en condicions estàndar) de la
hidrólisis del enlace fosfato de la D-glucosa-6-fosfat que de la hidrólisis del
enlace fosfato de la fosfocreatina.
4.13- El valor de DG°' es muy negativo para las reacciones: a) ATP + H2O ---> ADP + Pi; b)
ADP + H2O ---> AMP + Pi; c) AMP + H2O ---> adenosina + Pi, ya que en los
tres casos se liberan fosfatos de alta energía.
4.14.- Cuando se hidrolizan dos moléculas de ATP, la variación de energía
libre estándar serà de +14.6 Kcal/mol.°K.
4.15.- Un ejemplo de fosforilación a nivel de substrato es la fosforilación
del ATP mediante la hidrólisis de la glucosa-6-fosfato.
4.16.- La fosforilación a nivel de substrato es un
ejemplo de mecanismo de acoplamiento energético.
4.17.- En una célula no fotosintética, la única fuente de
ATP es la fosforilación oxidativa.
4.18.- En condiciones fisiológicas, la hidrólisis de la
creatina-fosfato puede acoplarse a la síntesis de ATP.
4.01- La hidrólisis enzimática de la fructosa-1-P,
fructosa-1-P + H2O
<-------> fructosa + Pi
procede hasta el equilibrio a 25ºC. La concentración inicial de
fructosa-1-P es de 0.2M, pero, en el equilibrio, es sólo de 6.52 x 10-5M.
Calcular la constante de equilibrio y el valor de DG'
de la hidrólisis de la fructosa-1-P.
4.02- El valor de DGo' de la hidrólisis del acetilfosfato
acetilfosfato + H2O
<-------> acetato + Pi
es de -42.3 kJ/mol. Calcular el incremento de energía libre de la
hidrólisis del acetilfosfato a 25ºC en una solución que contiene acetato 2mM,
fosfato 2mM y acetilfosfato 3mM.
4.03- La hidrólisis del ATP a pH 7.5 se acompaña de la liberación de un
protón al medio
ATP4-+ H2O
<-------> ADP3- + HPO42- + H+
Si el DGo' de esta reacción es -30.5 kJ/mol, ¿cuánto vale
deltaGº, es decir, el incremento de energía libre de la misma reacción con
todos los componentes, incluso los protones, en el estado estándar de 1M?
4.04- Para el proceso A<--->B, la ley de acción de masas en el
equilibrio es de 0.01 a 37ºC. Para el proceso B<--->C, la ley de acción
de masas en el equilibrio es de 1000 a 37ºC.
a) Determinar la ley de acción de masas en el equilibrio
del proceso A<--->C a 37ºC.
b) Determinar los valores de DGo' y
las Keq' de los tres procesos.
4.05- Calcular la energía libre de la hidrólisis del ATP en un hepatocito
de rata en el que las concentraciones de ATP, ADP y Pi son, respectivamente,
3.4, 1.3 y 4.8mM.
4.06- La hexoquinasa cataliza la fosforilación de la glucosa a partir del
ATP, dando glucosa-6-P y ADP. Sabiendo que los valores de DGo' de
la hidrólisis del ATP y de la glucosa-6-P son, respectivamente, -30.5 y -13.9
kJ/mol, calcular el valor de DGo' y la
constante de equilibrio de la reacción catalizada por la hexoquinasa.
4.07- ¿Cuáles son las características principales que diferencian las vías
catabólicas de las anabólicas?
4.08- ¿Por qué las vías metabólicas tienen lugar mediante multitud de pasos
diferentes?
4.09- ¿Por qué razón la vía de síntesis de una biomolécula tiene que ser,
al menos parcialmente, diferente a la vía de su catabolismo? ¿Por qué suele ser
más compleja la ruta de biosíntesis?
4.10- ¿Cuáles son los papeles metabólicos del ATP, el NAD+ y el
NADPH?
4.11- Si el potencial de fosforilación, se define como la relación entre la
concentración de ATP y el producto de las concentraciones de sus productos, ADP
y Pi, ¿cuáles son sus unidades? ¿Cuál es el valor del potencial de fosforilación
en una célula que tenga una [Pi] 1mM y una relación ATP/ADP de 10? ¿Cuál es el
valor de DG' en estas condiciones?
4.12- La interconversión de piruvato y fosfoenolpiruvato constituye un
ciclo entre sustratos. La última reacción de la glucolisis está catalizada por
la piruvato quinasa:
PEP + ADP
<-------> piruvato + ATP
con un valor de DGo' de -31.7 kJ/mol.
a) Calcular la constante de equilibrio de esta reacción.
b) Para que esta reacción funcione en dirección
contraria en condicones estándar,
¿cuál ha de ser la relación
[piruvato]/[PEP]?
La reversión de esta reacción en
las células eucariotas supone dos pasos diferentes:
Piruvato + CO2 + ATP Oxalacetato + ADP + Pi
Oxalacetato + GTP PEP + CO2 + GDP
Neto: Piruvato + ATP + GTP
PEP + ADP + GDP + Pi
c) El valor de G ' del ciclo completo es de +0.8
kJ/mol. ¿Cuál es el valor de la Keq'
d) Suponiendo que [ATP]=[ADP], [GTP]=[GDP] y [Pi]=1mM
cuando la reacción llega
al equilibrio en la célula,
¿cuál será la relación [PEP]/[piruvato]?
e) ¿Estarán los dos sentidos del ciclo favorecidos en
condiciones fisiológicas?
4.13- Supón las siguientes concentraciones en el tejido muscular:
[ATP]=8mM, [ADP]=0.9mM, [AMP]=0.04mM, [Pi]=8mM. ¿Cuál es la carga energética
del músculo? ¿Y su potencial de fosforilación?
4.14- Un hombre de 70 kg, moderadamente activo, tiene una ingesta
energética diaria de 10000 kJ. Supón que: a) la energía libre disponible de su
dieta se utiliza para formar ATP a partir de ADP y Pi con una eficiencia del
50%; y b) en la célula, el valor de G para la conversión de ADP+Pi a ATP
es aproximadamente de 55 kJ/mol. Calcula el peso total de ATP que sintetiza
este hombre al cabo del día (PM = 551).
4.15- El valor de DGo' para la hidrólisis de ATP a ADP y
Pi es de -30.5 kJ/mol. Explica por qué, en el problema anterior, se da un valor
de 55 kJ/mol como la cantidad de energía libre necesaria para fabricar un mol
de ATP a partir de ADP y Pi en la célula.
4.16- Las hidrólisis del ATP a ADP+Pi y la del ADP a AMP+Pi tienen valores
de DGo' de -30.5 kJ/mol, mientras que la hidrólisis de AMP a adenosina y Pi
tiene un valor de -14.2 kJ/mol. ¿Cuáles son las razones de esta gran
diferencia?
4.17- a) ¿Cuáles son los diferentes tipos de enlaces débiles que
tienen importancia en los sistemas biológicos?
b) ¿Cuál es su importancia si son tan débiles?
c) ¿Por qué su formación no requiere catálisis
enzimática?
4.18- La oxidación de la glucosa a CO2 y H2O tiene un
valor de DGo' muy negativo y, a pesar de ello, la glucosa es
muy estable en presencia de oxígeno. ¿Por qué?