EL ATP, MOLÉCULA PORTADORA DE ENERGÍA PARA LOS

EL ATP, MOLÉCULA PORTADORA DE ENERGÍA PARA LOS PROCESOS BIOLÓGICOS
ADP
El ADP puede usarse
para producir nuevo ATP.
ADP + Pi
Alimentos
Trabajo
O2
Obtenemos la energía
química mediante la
oxidación
de biomoléculas presentes
en los alimentos.
ATP
mecánico
CO2 + H2O
Trabajo de
transporte
Trabajo de
biosíntesis
La forma activa del ATP
requiere de Mg2+
Estructura del ATP
La hidrólisis del ATP libera
energía útil para las reacciones
bioquímicas.
Energía utilizada en las reacciones bioquímicas
La energía útil para las reacciones bioquímicas proviene de la hidrólisis
de ciertas moléculas fosforiladas.
Estas reacciones de hidrólisis se caracterizan por tener un ∆G° negativo,
es decir, son reacciones exergónicas.
Molécula fosforilada
∆G°
Kcal/mol
∆G°
KJ/mol
Potencial de transferencia de
fosforilo
Fosfoenol piruvato
-14.8
-61.9
14.8
3- Fosfogliceril-fosfato
-11.8
-49.3
11.8
Fosfocreatina
-10.3
-43.1
10.3
Fosfato de acetilo
-10.1
-42.3
10.1
Fosfoarginina
-7.7
-32.2
7.7
ATP
-7.3
-30.5
7.3
Glucosa-1-Fosfato
-5.0
-20.9
5.0
Fructosa-6-Fosfato
-3.8
-15.9
3.8
Glucosa-6-Fosfato
-3.3
-13.8
3.3
Glicerilo-1-Fosfato
-2.2
-9.2
2.2
El sistema ATP/ADP actúa como intermediario en la mayoría de las reacciones
bioquímicas.
El ADP recibe el grupo fosforilo de otros compuestos con mayor
potencial de transferencia de fosforilo.
El ATP transfiere su fosforilo a otros compuestos cuyo potencial de
transferencia de fosforilo es menor.
POTENCIAL DE TRANSFERENCIA DE FOSFORILO
Es la tendencia termodinámica que tiene un compuesto fosforilado
de ceder su grupo fosforilo.
POR QUÉ LA HIDRÓLISIS DEL ATP ES EXERGÓNICA?
OOOǀ
ǀ
ǀ
Adenina – Ribosa – O – P – O – P – O – P – Oǁ
ǁ
ǁ
O
O
O
OOǀ
ǀ
Adenina – Ribosa – O – P – O – P – Oǁ
ǁ
O
O
+
Oǀ
-O – P – Oǁ
O
1. Porque los productos de la hidrólisis se estabilizan por resonancia.
2. Porque la molécula de ATP es inestable debido al rechazo entre sí de las
cargas negativas.
CÁLCULO DEL ∆G° DE LA HIDRÓLISIS DEL ATP
Se realiza a partir de otras reacciones, aprovechando la característica
de aditividad de las reacciones , así como la participación del ATP
como intermediario común.
ATP +
Glucosa
Glucosa-6-P + H2O
ATP +
H 2O
ADP +
Glucosa-6-P
Glucosa + Pi
ADP +
Pi
∆G° = -4 Kcal/mol
∆G° = -3.3 Kcal/mol
∆G° = -7.3 Kcal/mol
CÁLCULO DEL ∆G° DE REACCIÓN
Se utiliza la ecuación: ∆G° = - RT lnKeq
Ejemplo:
Glucosa-1-P
Glucosa-6-P
Partiendo de una concentración inicial de Glucosa-1-P de 0.020 M, en el equilibrio se
encontraron las siguientes concentraciones: |Glucosa-1-P| = 0.001 M,
|Glucosa-6-P| = 0.019 M
Keq =
|Glucosa-6-P|
|Glucosa-1-P|
=
0.019
0.001
= 19
∆G° = (-1.987 cal*mol-1 * K-1) * 298 K * ln (19)
∆G° = - 1.745 cal*mol-1
ADITIVIDAD DE LOS VALORES DE ∆G° DE REACCIÓN
En ocasiones no es posible medir directamente el ∆G° de alguna reacción, por
lo que se recurre a la característica de aditividad, encontrado las adecuadas
reacciones acopladas
A
B
∆G°1
B
C
∆G°2
C
D
∆G°3
∆G°(A→D) = ∆G°1 + ∆G°1 + ∆G°3
A las reacciones que se pueden ordenar así, se les llama Reacciones acopladas,
mientras que a las substancias que participan como substrato en una reacción
y como producto en otra reacción (como es el caso de B y C) se les llama
intermediarios comunes.
Transferencia de fosforilo al ADP
Algunas moléculas con mayor nivel energético que el ATP le transfieren su
grupo fosforilo al ADP, sintetizando ATP, el cuales utilizado en posteriores
reacciones.
3-Fosfogliceril-fosfato + ADP
3-Fosfoglicerato + ATP
∆G° = -4.5 Kcal/mol
Fosfoenol-piruvato + ADP
Fosfocreatina + ADP
Piruvato + ATP
Creatina + ATP
∆G° = -7.5 Kcal/mol
∆G° = -3.0 Kcal/mol
Transferencia de energía a través de otros nucleósidos
El ATP puede transferir su energía a los nucleósidos difosfato, produciendo
nucleósidos trifosfato , los cuales podrán utilizarse en otras reacciones.
ATP + UDP
ADP + UTP
ATP + dGDP
ADP + dGTP
Escición pirofosfatólica del ATP
ATP + H2O
PPi + H2O
ATP + AMP
AMP + PPi
2Pi
2ADP
∆G° = -10.0 Kcal/mol
∆G° = -4.6 Kcal/mol