QUÍMICA BIOLÓGICA Guía de Problemas: Bioenergética

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1 QUÍMICA BIOLÓGICA Guía de Problemas: Bioenergética 1- Elija verdadero o falso para las siguientes afirmaciones fundamentando sus respuestas: a) Un sistema está en equilibrio termodinámico cuando su entropía ha disminuído al mínimo. b) Un valor de G' = 0, indica que la reacción considerada está en equilibrio. c) El G' es aproximadamente igual al Gº para la reacción de hidrólisis del ATP a ADP. d) Los compuestos con fosfato, ricos en energía se producen en reacciones rédox del metabolismo. 2- El G' para la hidrólisis de la glucosa-1-fosfato a ph = 7.0 y 25 C es de kj/mol. Calcule la constante de equilibrio para la siguiente reacción: glucosa-1-fosfato + H2O glucosa + Pi 3- El G' para la hidrólisis de ATP a ADP + fosfato es de kj/mol: a) Calcule la constante de equilibrio para esta reacción. b) Está la reacción en equilibrio en la célula viva? c) Esperaría que G para la hidrólisis del ATP intracelular sea por lo general más o menos negativo que el G'? Explique por qué. 4- Cuál es el sentido de cada una de las reacciones siguientes cuando todas las sustancias reaccionantes se encuentran inicialmente en cantidades equimoleculares? a) ATP + creatina creatina-p + ADP b) ATP + glicerol glicerol-p + ADP c) ATP + piruvato fosfoenolpiruvato + ADP d) ATP + glucosa glucosa-6-p + ADP 5- Considere la siguiente reacción: ATP + piruvato fosfoenolpiruvato + ADP a) Calcular el G' y la constante de equilibrio a 25 C. b) Cuál es la relación de equilibrio [Pir]/[PEP] si [ATP]/[ADP] = Cuáles de las reacciones dadas abajo serían candidatas probables para acoplarse a la formación de ATP a partir de ADP y fosfato? Explique. a) fructosa-6-p + H2O fructosa + Pi G' = kj/mol

2 b) succinil-coa + H2O succinato + CoASH G' = -46 kj/mol 7- El G ' total para la siguiente reacción: piruvato + ATP + CO2 oxalacetato + Pi + ADP es de 4.6 kj/mol. A partir de este dato calcular el G' para la reacción: piruvato + CO2 oxalacetato 8- La combustión completa de la glucosa a CO2 y H2O tiene lugar con un G' de kj/mol. Cuando este proceso sucede en una célula típica se producen 32 moles de ATP en forma acoplada a él, a partir de ADP y Pi. a) Suponiendo que el G de hidrólisis del ATP a ADP y Pi es de kj/mol y que G' = G para la oxidación de la glucosa en condiciones intracelulares, qué fracción de la energía potencial de la glucosa se conserva bajo la forma de ATP? b) Qué pasará con la energía remanente? 9- Suponga que tiene una solución de glucosa-6-fosfato 0.1M. A esta solución se le agrega una cantidad apropiada de la enzima fosfoglucomutasa, que cataliza la siguiente reacción: glucosa-6p glucosa-1-p G' = 7.1 kj/mol a) Puede ocurrir la reacción tal como está escrita?, si así fuera, cuáles serían las concentraciones finales de las especies intervinientes? b) Bajo qué condiciones celulares, si las hay, producirá esta reacción glucosa- 1-P a alta velocidad y continuamente? 10- Cuáles de las siguientes reacciones rédox tendrán lugar como están escritas si las concentraciones iniciales de reactivos y productos son iguales? Suponga la presencia de una enzima adecuada en cada reacción. a) acetaldehído + H2O + FAD acetato + FADH2 b) FADH2 + NAD + FAD + NADH.H + c) succinato + NAD + fumarato + NADH.H + d) -HO-butirato + NAD + acetoacetato + NADH.H + e) acetato + NADPH.H + acetaldehído + H2O + NADP a) Haga una lista en orden decreciente del poder reductor de las siguientes sustancias subrayadas: succinato fumarato + 2H + + 2e - gliceraldehído-3-p + Pi 1,3-bisfosfoglicerato + 2H + + 2e -

3 lactato piruvato + 2H + + 2e - NADH.H + NAD + + 2H + + 2e - b) Haga una lista en orden creciente de la tendencia a aceptar electrones de las siguientes sustancias subrayadas: FAD + 2H + + 2e - oxalacetato + 2H + + 2e - FADH2 malato 1/2 O2 + 2H + + 2e - H2O citocromo c (ox) + 2H + + 2e - citocromo c (red) 12- Con los datos de las tablas calcular el G' para la reacción catalizada por la enzima alcohol deshidrogenasa: acetaldehído + NADH.H + etanol + NAD Si las concentraciones intracelulares de succinato y fumarato son de 1x10-4 M cada una, calcular la relación [FADH2]/[FAD] mínima que sería necesaria para que la reacción proceda en la dirección de formación del succinato.

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