seminario 2 - Universidad Nacional de La Plata

Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata
Bioquímica II – 2007
Seminario 2: BIOSÍNTESIS Y DEGRAGACIÓN DE GLUCOSA Y POLISACÁRIDOS .
Temario
Clase 1
Degradación de glucosa y otros monosacáridos: glicolisis. Localización celular, reacciones, tipos de
regulación. Fosforilación a nivel de sustrato. Destino anaeróbico del piruvato: fermentaciones
homoláctica y alcohólica. Energética.
Clase 2
Biosíntesis de glúcidos. Localización celular y tisular Rutas principales. Conversión de piruvato a
glucosa-6-fosfato. Alternativas de inicio de la gluconeogénesis en distintos organismos.
Compartamentalización de las enzimas gluconeogénicas. Regulación. Ciclo de Cori.
Clase 3
Biosíntesis y degradación de polisacáridos de reserva: glucógeno. Enzimas involucradas, regulación
en músculo y en hígado. Efectos hormonales (insulina, glucagón). Almidón, reacciones y regulación.
Vía alternativa de degradación de la glucosa: vía de las pentosas. Reacciones, generación de NADPH,
enzimas involucradas.
BIBLIOGRAFIA
Biochemistry. Zubay, 3ra edición. Principles of Biochemistry.
Lehninger, Nelson and Cox, 2da edición.
Biochemistry. Voet and Voet, 2da edición
Preguntas
Clase 1
Glucólisis y gluconeogénesis
1 - ¿Cómo entra la glucosa a la célula? ¿Es así en todos los tejidos?
2 – En el estudio de la glicolisis y considerando las transferencias de energía se ha dividido esta ruta
en dos fases: fase I, preparatoria y etapa II, de beneficios. ¿Qué pasos entrarían en cada etapa y qué
cambios en cuanto energía química se producen en ellas?
3 – También para el estudio de la glicolisis pero esta vez considerando la participación de los distintos
pasos en la transmisión del flujo metabólico se ha considerado a esta ruta como reservorios de
metabolitos conectados (estos reservorios) por reacciones de características particulares.
a) ¿Qué reacciones metabólicas integran los reservorios?
b) ¿Qué características poseen las reacciones fuera de los reservorios?
c) ¿Cómo participan las distintas reacciones en la transmisión del flujo metabólico?
d) ¿Cómo relaciona lo anterior con la gluconeogénesis?
4 - Explique cómo puede ser que el ATP sea a su vez sustrato e inhibidor de la PFK-1
5 - ¿Qué entiende por fosforilación a nivel de sustrato?¿Qué otro tipo de fosforilación conoce?¿En
qué se diferencian?
6 – La glucoquinasa hepática tiene un alto Km ¿Qué significado tiene esto desde el punto de vista
fisiológico?
7 - ¿Por qué es la fosfofructoquinasa y no la glucoquinasa el punto de control más importante de la
glucolisis?
8 - Suponga que está buscando un mutante bacteriano que tiene alterada la triosa fosfato isomerasa
(TFI). Se sabe que el organismo de interés utiliza la vía glicolítica con producción de lactato.
a) ¿Sería letal la ausencia de TFI en un organismo que fermenta la glucosa exclusivamente por la
vía glicolítica?
b) Un mutante de un organismo que utiliza glicolisis y una vía oxidativa como fuente de energía
posee el 10% de actividad de TFI. Comparado con el salvaje crece lentamente con glucosa en
anaerobiosis pero rápidamente en aerobiosis. ¿Cómo explica esta observación?
9 - La isoenzima lactato deshidrogenasa (LDH) de corazón es inhibida por elevadas concentraciones
de piruvato mientras que no sucede lo mismo con la isoenzima LDH de músculo.
a) ¿Cuál sería la consecuencia si en músculo solamente existiera la isoenzima de corazón?
1
b) ¿Se afectaría negativamente el funcionamiento del corazón si la isoenzima de músculo fuera la
única existente en aquel órgano?
Clase 2
10 – ¿Qué compuestos presentes en un organismo vivo pueden ser transformados en glucosa?
11 - ¿Qué reacción de la gluconeogénesis puede tener lugar en dos sitios diferentes? Explique en qué
condiciones tiene lugar en uno u otro sitio. ¿Es la misma enzima la que cataliza dicha reacción?
12 – ¿En qué tejidos se encuentra la fructosa-1,6 bifosfatasa? ¿Por qué?
13 – ¿Por qué la glicolisis y gluconeogénesis no constituyen un ciclo fútil en los organismos vivos?
14 - Las enzimas glicolíticas presentan regulación alostérica en todos los órganos. ¿En que órgano
poseen además regulación covalente con sentido opuesto al de la glucogenólisis? ¿Cuál es la lógica
metabólica de esta coordinación?
15 - Avidina, una proteína de la clara del huevo de 70 kDa, tiene una afinidad muy alta por biotina,
siendo un inhibidor específico para enzimas que utilizan biotina. Cuál de las siguientes conversiones
podrían bloquearse por agregado de avidina de un homogenado celular?
glucosa
piruvato
oxalacetato
piruvato
glu-6-P
fumarato
piruvato
glucosa
glucosa
oxalacetato
glucógeno
fosfoenolpiruvato
16 - Un extracto de músculo se dializa contra buffer fosfato diluído. Suponga que este procedimiento
elimina totalmente todas las moléculas pequeñas que no están firmemente unidas a proteínas, y que
el extracto no contiene actividad ATPásica.
¿Qué otros cofactores, además de ATP, deben agregarse para convertir glucosa en a) glucosa-6-P, b)
glucosa 1-P, c) galactosa, d) lactato?.
17 - ¿Qué función metabólica tienen la PFK-2 y la FBPasa-2?
a) ¿Qué ubicación tisular tienen estas enzimas?
b) ¿cómo están reguladas? ¿En qué condición metabólica PKF-2 está activa? ¿ y FBPasa-2?
18 – Si existen grandes reservas de triglicéridos ¿Por qué se degradan proteínas durante el ayuno?
Clase 3
Biosíntesis y degradación de glucógeno
19 – ¿En qué se diferencian la amilosa, amilopectina y el glucógeno?
20 - ¿Cuál es la ventaja fisiológica de la extremada ramificación del glucógeno?
21 - ¿Por qué el organismo hace el esfuerzo de utilizar glucógeno como reserva de energía siendo
que las grasas son más abundantes?
22 - ¿Cuál es el rol de la glucogenina en la síntesis de glucógeno?
23 - ¿Qué ventajas presentan para el control fisiológico del metabolismo los sistemas de enzimas
enzimáticamente interconvertibles frente a los que no lo son?
24 - La Vmax de la glucógeno fosforilasa medida en músculo esquelético es mucho mayor que la Vmax
de la misma enzima medida en tejido hepático. ¿Cómo se explica considerando la función fisiológica
de ambas enzimas?
25 – Qué enzimas adicionales intervienen en la cascada regulatoria de glucógeno fosforilasa y
glucógeno sintasa? ¿Qué efectos tienen?
26 - ¿Qué otros efectores intervienen en la citada regulación? ¿Cuáles son sus efectos?
27 – Hay diferencias en la regulación del metabolismo del glucógeno en músculo y en hígado? Si es
así ¿cuáles son?
28 - Determine qué le sucede a la velocidad de degradación del glucógeno si una preparación
muscular que contiene glucógeno fosforilasa se trata con:
(a) fosforilasa b quinasa y ATP, (b) fosforilasa a fosfatasa, (c) adrenalina.
29 - Explique las siguientes observaciones en términos de regulación metabólica
a) La actividad de glucógeno sintasa medida en el músculo en reposo, expresada en moles de
UDP-glucosa utilizada por gramo por minuto es más baja que la actividad de la fosfoglucomutasa
o UDP-glucosa pirofosforilasa todas ellas medidas en en moles de sustrato transformado por
gramo por minuto.
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b) La estimulación de la síntesis de glucógeno conduce a un pequeño descenso en las
concentraciones de glucosa-6-fosfato y glucosa-1-fosfato, una gran disminución en la
concentración de UDP-glucosa pero un aumento sustancial de la concentración de UDP.
30 – Esquematice el camino metabólico por medio del cual los lactantes, cuya principal fuente de
hidratos de carbono es la lactosa, sintetizan glucógeno. ¿Cuáles son las reacciones reguladas y de
qué manera?. Detalle con fórmulas.
¿Qué ocurre cuando el lactante carece de la enzima hexosa-P uridil transferasa?
31 – La enfermedad de von Gierke se debe a un defecto hereditario en la glucosa-6-fosfatasa. ¿Cómo
afecta la misma el contenido de glucógeno muscular y hepático y la regulación de la glucemia?
32 – La enfermedad de Mc Ardle se debe a una disminución de la glucógeno fosforilasa muscular
¿Cómo afecta la misma el contenido de glucógeno muscular y hepático y la regulación de la
glucemia?
Vía de las pentosas
33 – Escriba la ecuación neta de la primera etapa de la ruta de las pentosas (etapa oxidativa).
¿Cuáles son los C de la glucosa que se oxidan?. ¿Cuál es la utilidad celular de los productos de esta
etapa?.
34 - i)Indique si está de acuerdo o no:
a. La primera etapa en la catálisis de transaldolasas y transacetolasas es la ruptura aldólica de
cetosas.
b. Dicha ruptura, en el caso de ambas enzimas, se produce entre el C3 y el C4 de la cetosa.
c. La segunda etapa es una condensación, en la que una aldosa actúa como aceptor.
d. Las reacciones son fácilmente reversibles.
ii) La ribulosa-5-P no es sustrato para estas reacciones; de allí que se requiera su isomerización
previa. ¿Por qué?.
36 - Escriba la ecuación neta de la ruta de las pentosas, si la glucosa se transforma en ribosa-5-P.
Escriba la ruta en forma de esquema.
Problemas
Clase 1
1 . a - Se incuba glucosa con 14C en el C-1, con las enzimas y los cofactores necesarios para la
glicolisis. ¿Cuál es la distribución de 14C en el piruvato formado?.
b – Cuando la glucosa se degrada anaeróbicamente vía glicolisis no hay una oxidación o
reducción neta del sustrato. Se dice que la reacción de fermentación en este caso está “balanceada”.
Sin embargo, la energía libre requerida para la formación de ATP se obtiene de reacciones favorables
de transferencia de electrones. ¿Cuál intermediario metabólico es el dador de electrones y cuál el
aceptor de electrones cuando la glucosa es fermentada (a) en músculo y (b) en levadura.
2- Realice un esquema de las rutas glucolíticas/gluconeogénica, encerrando en recuadros los “pool
metabólicos”. Recordando que los intermediarios, dentro de un pool metabólico, están en
concentraciones cercanas al equilibrio, y las reacciones pueden proceder en una u otra dirección
como resultado de pequeños cambios en concentración (el flujo dentro de un pool está determinado
por consideraciones termodinámicas),indique.
a) ¿Qué características tienen los “segmentos” que conectan los pools?.
Escriba la ecuación desarrollada de las reacciones implicadas en el primer pool metabólico (hexosas
fosfato). Calcule las concentraciones (como %) de los intermediarios, suponiendo que se encuentran
en equilibrio.
Keq = [ G-6-P ] = 19 Keq = [ G-6-P ] = 2
[G-1-P ] [F-6-P ]
c) Indique, sobre el esquema, que rutas conducen al aumento o disminución de la concentración de
cada intermediario de este pool.
d) Escriba la ecuación desarrollada de las reacciones implicadas en el segundo pool metabólico
(hexosa-triosas fosfato). Calcule las concentraciones (como %) de los intermediarios, suponiendo que
se encuentran en equilibrio. La Keq, en el sentido de la condensación aldólica, es 1.104. ¿Es
realmente una constante desfavorable en el sentido glicolítico?.
Concentraciones intracelulares: [ F-1,6-bisP ] = 0,5-1mM
[DAP]/ [Glicerato-3-P] = 22 (aprox.)
3
e) Escriba la ecuación desarrollada de las reacciones implicadas en el tercer pool metabólico (fosfoácidos). Calcule las concentraciones (como %) de los intermediarios, suponiendo que se encuentran
en equilibrio.
Keq = [Glicerato-3-P]/ [Glicerato-2-P] = 6
Keq = [ PEP ]/ [Glicerato-2-P] = 0,5
f) i. Escriba la ecuación general de la fermentación láctica, a partir de glucosa.
ii. Calcule la Keq de esta reacción:
1 mol glucosa ® 2 moles lactato DG°¢ = - 47kcal/mol
1 mol ADP + 1 mol Pi ® 1 mol ATP + 1 mol H2O DG°¢= 7,5kcal/mol
En condiciones intacelulares:
[ATP] / [ADP] = 5 (aprox.) [Pi] = 10mM (aprox.)
iii. Calcule cual sería la masa de lactato para que el sistema alcance el
equilibrio con una molécula de glucosa. ¿Qué conclusiones extrae?.
3 – En 1905, Harden y Young efectuaron una serie de estudios, que son clásicos, sobre la
fermentación alcohólica de la D-glucosa a etanol y CO2 por extractos de levadura de cerveza, e
hicieron las siguientes observaciones: (1) el fosfato inorgánico era esencial para la fermentación.
Cuando se agotaba el fosfato aportado cesaba la fermentación, aun antes de que se hubiese
empleado toda la glucosa, 2) durante la fermentación en estas condiciones, se acumulaba etanol,
dióxido de carbono y un difosfato de hexosa, 3) cuando se sustituía el fosfato por arseniato no se
acumulaba difosfato de hexosa y la fermentación transcurría hasta que toda la glucosa se convertía
en etanol y CO2.
a) ¿Por qué cesa la fermentación cuando se agota el fosfato?
b) ¿Por qué se acumula etanol y CO2? ¿Es esencial la conversión de piruvato en etanol y
CO2? Identificar el difosfato de hexosa que se acumula. ¿Por qué se acumula?
c) Los compuestos orgánicos de arsénicos son menos estables que sus análogos de
fósforo, así por ejemplo los acil arseniatos se hidrolizan rápidamente en ausencia de
catalizadores. ¿qué efecto tendrá el arseniato sobre la reacción catalizada por la
gliceraldehído-3-P deshidrogenasa? ¿Por qué la sustitución del fosfato por arseniato
impide que se acumule difosfato de hexosa pero todavía transcurre la fermentación hasta
etanol y CO2 hasta ser completa?
Clase 2
1 - Un procedimiento para la preparación de ATP( 32P) consiste en incubar los siguientes
componentes:
1l de buffer pH 8,0 50 mM; 10 mmol de MgCl2; 2 mmol de ditiotreitol (DTT); 0,4 mmol de 3-P-glicerato;
0,05 mmol de NADH; 0,05 mmol de NAD+; 0,2 mmol de ATP (libre de ADP); 0,4 mg de gliceraldehído3-fosfato deshidrogenasa, 0,2 mg de fosfoglicerato quinasa y una pequeña cantidad de fosfato sódico
marcado con 32P. Después de incubar la mezcla durante una hora se recupera el ATP por
cromatografía. Casi todo el 32P se encuentra en la posición  del ATP.
¿De qué modo funciona este procedimiento? Explique el papel de todos los componentes.
2 – La vía glicolítica es prácticamente universal, sin embargo algunas bacterias utilizan una ruta
alternativa denominada vía de Etner-Doudoroff. Esta vía utiliza muchas de las enzimas glicolíticas
pero reemplaza algunas de ellas por las siguientes enzimas: glucosa-6-P deshidrogenasa (utiliza
NAD+); 6-fosfogluconato deshidrasa y 2-ceto-3-deoxy-6 fosfogluconato aldolasa. Al igual que la
glicolisis los productos finales de la vía de Etner-Doudoroff son etanol y dióxido de carbono.
(a) Escriba con fórmulas y enzimas la vía de Etner-Doudoroff.
(b) Escriba la ecuación balanceada de la conversión de glucosa a etanol y CO2 para esta vía.
(c) Infiera de esta estequiometría porqué la glicolisis es universal en lugar de la vía de EtnerDoudoroff.
3 - Tratando de entender las distintas estrategias desarrolladas por los microorganismos para su
supervivencia y prevalencia en ambientes competitivos, se ha aislado y caracterizado una cepa de
Escherichia coli, denominada W3111 que muestra una alta velocidad de utilización de la glucosa
cuando esta se suministra como fuente de carbono y energía en el medio de cultivo. Se ha observado
que dicha cepa es capaz de producir acetato como subproducto de la degradación de glucosa, en
altas cantidades, aún en condiciones aeróbicas. En estas condiciones la bacteria consume glucosa
4
mediante la vía glicolítica tradicional y también puede realizar el ciclo de Krebs. La producción de
acetato se realiza a partir de acetil-CoA, por la actividad concertada de la fosfotransacetilasa (Pta) y la
acetil-fosfato fosforilasa.
Se ha aislado un mutante pta(-) a partir de la cepa W3111. El análisis comparativo de crecimiento,
consumo de sustrato y acumulación de metabolitos empleando glucosa como fuente de carbono y
energía para ambas cepas se muestra en la figura 1.
Figura 1: Curvas de crecimiento y producción de metabolitos de la cepa de E coli W 3111 (a) y el mutante ptaderivado de la misma (b)

Masa seca de bacterias (g/L)

concentración de glucosa en el medio de cultivo (mM)

concentración de acetato en el medio de cultivo (mM)

concentración de piruvato en el medio de cultivo (mM)

concentración de lactato en el medio de cultivo (mM)
En base a los resultados experimentales discuta:
a- hay alguna diferencia en el crecimiento y consumo de sustrato de ambas cepas? Cual es el
rendimiento energético de la transformación de glucosa en acetato? Es mayor que el catabolismo
completo de la glucosa? Habría alguna ventaja adaptativa que favorezca la proliferación de las cepas
pta (+) en el medio ambiente?
b- Por qué el mutante pta (-) no libera acetato y en su lugar libera piruvato/lactato? Esperaría alguna
función biológica de estos metabolitos? Cual es el destino final de los metabolitos que se acumulan y
luego desaparecen?
Clase 3
1 – Análisis efectuados sobre las vías catabólicas en Pseudomonas putida mostraron que este
microorganismo no degrada la glucosa por vía glicolítica a pesar que puede crecer empleando
glucosa como única fuente de carbono.
En un estudio realizado sobre la utilización de glucosa por Pseudomonas putida se pudo observar que
esta bacteria entra en fase exponencial luego de la desaparición total de la glucosa del medio de
cultivo. Diferentes hipótesis permiten explicar esta observación. Para caracterizar los mecanismos de
utilización de la glucosa se realizó el siguiente ensayo:
P. putida fue crecida en ausencia de glucosa (y presencia de otro nutriente) hasta alcanzar la fase
estacionaria (16 hs).En ese momento el cultivo (a) continúa sin glucosa y el cultivo (b) se le agrega
glucosa 10 mM marcada radioactivamente. Ambos cultivos fueron incubados durante una hora y luego
fueron centrifugados y resuspendidos de la siguiente forma: las células del cultivo (a) fueron
inoculadas en el sobrenadante del cultivo (b) y viceversa. Los resultados obtenidos se muestran en la
figura .
5
Figura 1: a) Crecimiento bacteriano en función del tiempo de
cultivo. Se indica el tiempo total del experimento. Las
primeras 16 horas fueron realizadas en ausencia de glucosa,
de manera que ambos cultivos lleguen a fase estacionaria. A
este tiempo, se agregó glucosa al cultivo b (concentración 10
mM), se incuba durante 1h y se centrifugaron los cultivos y se
resuspendieron cambiando los sobrenadantes, de manera
que el cultivo a recibe el sobrenadante del b y viceversa
() cultivo a
( o ) cultivo b
Notar que la curva de crecimiento de cada cultivo se continúa
en el diagrama opuesto a partir de las 17 horas del
experimento.
Se grafican los niveles de glucosa en el sobrenadante del
cultivo b a partir de las 16 horas (tiempo del agregado de
glucosa).
- - glucosa en el medio de cultivo
Los niveles de marca radioactiva en el sobrenadante solo
desaparecen después de las 17 horas, una vez que se han
centrifugado las células y cambiado los sobrenadantes.
Otros datos que se obtuvieron en relación al metabolismo de este microorganismo fueron los
siguientes:
-en sobrendantes de cultivos de P. putida crecidas en presencia de glucosa se pudo detectar la
presencia de ácido glucónico, compuesto que puede ser transportado a través de la membrana.
- no degrada los disacáridos lactosa, maltosa y sacarosa como única fuente de carbono.
- los monosacáridos D-manosa, D-galactosa, D-pseudoheptulosa, D-xilosa, arabinosa tampoco
pueden ser utilizados por P. putida.
Preguntas
a- Cómo puede explicar el hecho de que este microoganismo no utilice la glucosa por vía glicolítica
pero si utiliza la utiliza como fuente de carbono? Què reacciones estarían involucradas? Qué
experimentos haría para verificar su interpretación?
b- Plantee las hipótesis que permitan explicar por qué cuando se agota la glucosa del medio P. putida
entra en fase exponencial. En base a la figura 1 y al experimento de marcación determine cuál de las
hipótesis es la correcta. Qué ventaja competitiva le otorgaría este mecanismo de aprovechamiento de
la glucosa a la P. putida.?
2. Con el objeto de determinar la cantidad de glucógeno se inyecta una rata con 300 µl de glucosa
uniformemente marcada con 14C ( 0.2M, 0.4 µCi/ml). Al cabo de 6 hs, se extrae el hígado (7 g), se lo
homogeiniza en 20 ml de buffer y se precipita el glucógeno con alcohol 96%. El precipitado se
resuspende en 250 µl de buffer y 10 µl de la mezcla se llevan a un volumen de 200 µl. Posteriormente
5 µl de esta última suspensión se agregan sobre 1ml de líquido de centelleo para medir la
radioactividad en un contador.
a) Si la eficiencia del contador es del 80% y se obtuvieron 12000 cpm por encima del blanco, calcule
porcentaje de glucógeno en el hígado.
b) ¿Qué proporción de la radioactividad total inyectada se incorporó al glucógeno?
c) Discuta las limitaciones del método y las suposiciones que realiza en el cálculo.
3 - La leptina es una hormona producida por el tejido adiposo que posee receptores en el hipotálamo.
Su efecto consiste en reducir la ingesta calórica con la consiguiente reducción de peso. Muy
recientemente se encontró que esta hormona posee receptores en tejidos periféricos extraneuronales.
Los estudios que se describen a continuación intentan dilucidar el efecto de la leptina sobre el
metabolismo de hidratos de carbono en hígado.
Para ello se emplearon ratones normales y ratones ob/ob, los cuales no producen leptina porque
poseen mutaciones que inactivan ambas copias del gen que codifica para dicha hormona.
6
Los ratones se sometieron a distintos tratamientos in vivo y posteriormente se extrajeron sus hígados
para prefundirlos en las condiciones indicadas en la tabla.Los resultados se resumen en la Figura.
De acuerdo a estos resultados, discuta:
a)Acción de la leptina. ¿Como interpreta el efecto de la leptina mostrado en la figura? ¿Porque cree
Ud que los efectos son distintos si la hormona se administra in vivo o in vitro (Figura A)? Explique si
alguna de las hormonas que Ud ya conocía tiene un comportamiento similar. Es esperable el
resultado observado para los ratones ob/ob?
b) Incubación con glucagón: Explique la finalidad del agregado de glucagón a los tiempos
indicados en las figuras A y B. Indique si los efectos observados son los esperados para esta
hormona. No escriba fórmulas , simplemente indique las enzimas que son blanco de la acción del
glucagón.
Grupo
a
b
c
d
e
Ratón
ob/ob
ob/ob
ob/ob
Normal
Normal
Tratamiento in vivo
sin leptina
con leptina
sin leptina
sin leptina
sin leptina
perfusión
sin leptina
sin leptina
con leptina
sin leptina
con leptina
En todos los experimentos se agregó piruvato marcado con 13C
en el carbono 2 (10 mM, Act específica 20Ci/mol) como
única fuente de carbono al inicio de la perfusión. A distintos
tiempos se midió la cantidad de glucógeno marcado con 13C en
distintas muestras de hígado, tal como se muestra en la figura.
Los resultados se expresan como moles de unidades glicosilo
por gramo de hígado
A: ratones ob/ob, ▲ grupo a, ● grupo b, ■ grupo c,
B: ratones normales, ∆ grupo d, □ grupo e.
En ambos grupos de experimentos, A y B, se agregó glucagón
100 m M a los tiempos indicados en la figura.
a) Incorporación de 13C en glucógeno : 10 g de hígado se
homogeneizaron en 30 ml de sacarosa 1 M y luego de un
fraccionamiento subcelular el glucógeno citosólico se precipitó
de la con etanol 97% . El precipitado se resuspendió en 1ml de
agua. y 40 l de la suspensión midieron en un contador de
centelleo.
i) Despreciando los blancos y considerando una eficiencia del
100 % calcule cuantas cpm se obtuvieron a los 150 min para el
grupo de ratones b de la figura A.
(1 Ci: 2,2 x 1012 dpm) .
c) Concentración de glucosa en el líquido
de perfusión: para los grupos a, b y c de
ratones ob/ob se midió la concentración de glucosa en el líquido de perfusión al cabo de 100 minutos,
obteniéndose los siguientes resultados
Grupo
Glucosa (mM)
a
b
c
7
18
16
7
i)
Explique mediante las ecuaciones correspondientes porque aparece glucosa en el líquido de
perfusión en el grupo a de ratones ob/ob. Escriba las fórmulas, enzimas y mecanismos de
regulación involucrados.¿Sucedería lo mismo si se hubiera administrado acetato en lugar de
piruvato?
ii) ¿Como interpreta los efectos de la leptina en este grupo de experimentos? Indique si estos
efectos son similares a los producidos por alguna hormona que Ud ha estudiado.
iii) Ahora trate de relacionar los resultados del inciso d con los del inciso b. Discuta si ambos
resultados son coherentes con lo que Ud ha estudiado respecto al metabolismo de hidratos de
carbono en hígado. Podría emplearse la leptina como base para tratamientos para la perdida de
peso?.
4 - La bacteria Oenococcus oeni es un anaerobio facultativo. En anaerobiosis realiza un metabolismo
heterofermentativo de distintas hexosas siendo un microorganismo metabólicamente activo presente
en las etapas finales de la producción de vinos (etapa llamada de fermentación secundaria) y los
metabolitos que produce contribuyen a modular las propiedades organolépticas del producto final.
Estudios de su metabolismo fermentativo han permitido reconstruir las vías metabólicas principales
empleadas por este microorganismo. Este microorganismo no metaboliza las hexosas por la vía
glicolítica, pero es capaz de realizar el ciclo de Krebs. Cuando se emplea la fructosa como fuente de
carbono y energía, la vía principal empleada es la vía de la fosfocetolasa. Se conocen los siguientes
datos de dicha vía:
- La salida principal de metabolitos desde el pool de hexosas fosfato es a través de la glucosa 6-P
oxidasa, siguiendo pasos similares a los de la vía de las pentosas.
- Un metabolito intermedio, la xilulosa 5P es clivada por la fosfocetolasa en gliceraldehído 3P y acetil-P
- Los productos finales son etanol y lactato, realizándose una fosforilación a nivel de sustrato.
- Dependiendo de las condiciones de crecimiento, parte de la fructosa puede ser transformada en un
solo paso en manitol.
En la Figura 1 se muestran los
resultados de un experimento
de crecimiento de O. oeni en
anaerobiosis en un medio
conteniendo fructosa 20mM
como fuente de carbono. Se
tomaron muestras a distintos
tiempos de cultvo y se
determinó la acidez, DO578nm y
contenido
de
distintos
metabolitos
por
HPLC
empleando una columna de
intercambio catiónico y un
sistema de detección por
espectroscopía de masa.
1) Con los datos disponibles
plantee
los
distintos
intermediarios de la vía de la
fosfocetolasa.
Indique
los
cofactores
que
son
oxidados/reducidos
en
los
pasos que implican reacciones
redox sobre los metabolitos
carbonados.
2) Cuál sería el rendimiento en
moles de ATP consumido por
mol de hexosa fermentado de
esta vía? Cuál puede ser la
ventaja competitiva que puede
otorgar esta vía respecto a la
fermentación láctica?
3) De acuerdo a los datos
experimentales, cuales son los
8
destinos del carbono durante la fermentación. Cual puede ser la función de la producción de manitol?
4) Si realiza el mismo experimento de crecimiento pero en aerobiosis, cuál sería su predicción
respecto a la actividad de la glucosa 6P oxidasa a los distintos tiempos. Cuáles serían los productos
finales?
9