Gía Bioquímica 2015

GUIA DE ESTUDIO PARA EL EXAMEN DE ADMISIÓN A LA MAESTRIA EN
BIOTECNOLOGÍA
2015
BIOQUÍMICA
1. Compuestos orgánicos.
1.1 Estructura de los compuestos orgánicos.
1.2 Grupos funcionales y uniones.
2. Estructura del agua y sus propiedades.
2.1 Puentes de hidrógeno.
2.2 Ionización del agua y polaridad.
2.3 pH y soluciones amortiguadoras.
3. Lípidos y membranas.
3.1 Clasificación de los lípidos.
3.2 Síntesis de lípidos.
3.3 Estructura y función de las membranas biológicas.
4. Estructura y función de las proteínas.
4.1 Aminoácidos y enlace peptídico.
4.2 Estructura primaria, secundaria y terciaria de las proteínas.
4.3 Función de las proteínas.
5. Enzimas.
5.1 Características, especificidad y modo de acción de las enzimas.
5.2 Catálisis enzimática.
5.3 Concepto de km y Vmax.
6. Estructura de los carbohidratos.
1
6.1 Tipos y estructura de los carbohidratos
6.2 Polímeros de reserva de carbohidratos
7. Metabolismo energético de la célula
7.1
7.2
7.3
7.4
Glucólisis y vía de las pentosas fosfato
Beta-oxidación de los ácidos grasos
Ciclo de Krebs y fosforilación oxidativa
Respiración, fermentación, fotosíntesis
8. Ácidos nucleicos, genes y síntesis de proteínas
8.1
8.2
8.3
8.4
Nucleótidos y estructura del ADN y el ARN
Organización de los genes y genomas
Estructura, tipos de ARN y su función
Síntesis de proteínas en el ribosoma
BIBLIOGRAFÍA
Berg, J., Stryer, L. y Tymoczko, J.(2008) BIOQUÍMICA. (4ª edición). Ed. Reverté.
Cox, M.M y Nelson, D.L. (2005) Lehninger. PRINCIPIOS DE BIOQUÍMICA (4ª edición). Omega.
Moorthy, K (2008). Fundamentals of Biochemical Calculations. (2ª Edición) CRC Press
Stephenson, W.K. (2002) INTRODUCCIÓN A LA BIOQUÍMICA. (2ª edición). Editorial Limusa.
2
Guía de estudio AMPLIADA para el examen de admisión en Bioquímica
1
Concepto de km y Vmax
1.1. Determinar KM y Vmax para la siguiente cinética:
Sustrato
(mM)
0.25
0.33
0.5
1.0
2.0
4.0
Vo
(mM/min)
0.18
0.30
0.35
0.48
0.80
0.82
RESPUESTA
Este problema se puede resolver utilizando algún modelo de linearización del modelo de
Michaelis-Menten, como por ejemplo la linearización de Lineweaver-Burk.
Es necesario calcular 1/S y 1/Vo
Sustrato
0.25
0.33
0.5
1.0
2.0
4.0
Vo
0.18
0.30
0.35
0.48
0.80
0.82
1/S
4.0
3.0
2.0
1.0
0.5
0.25
1/Vo
5.55
3.33
2.85
2.08
1.25
1.22
Con los datos se calcularía la regresión lineal y= 1.061x + 0.813
Como b=1/Vmax, despejando Vmax= 1/b y sustituyendo:
Vmax= 1/0.8132= 1.22 mM/min
Por otro lado, sabemos que m= KM/Vmax, así que despejando KM=(Vmax)(m) y sustituyendo:
KM= (1.22 mM)(1.06)=1.305 mM
3
1.2. Determinar KM y Vmax para la siguiente cinética:
Sustrato
(µM)
8.35 x 10-6
1.00 x 10-5
1.25 x 10-5
1.67 x 10-5
2.00 x 10-5
2.5 x 10-5
3.3 x 10-5
5.0 x 10-5
2.0 x 10-4
Vo
(µM/seg)
13.8
16.0
19.1
23.8
26.7
30.8
36.2
57.2
66.7
RESPUESTA
Al igual que en el ejemplo anterior, este problema se puede resolver utilizando la linearización
de Lineweaver-Burk.
Es necesario calcular 1/S y 1/Vo
Sustrato
8.35 x 10-6
1.00 x 10-5
Vo
13.8
16.0
1/S
1.2 x 105
1 x 105
1.25 x 10-5
19.1
8 x 104
1.67 x 10-5
23.8
2.00 x 10-5
2.5 x 10-5
3.3 x 10-5
26.7
30.8
36.2
5.99 x
104
5 x 104
4 x 104
3 x 104
5.0 x 10-5
57.2
2 x 104
2.0 x 10-4
66.7
5 x 103
1/Vo
7.25 x102
6.25 x
102
5.24 x
102
4.2 x 102
3.7 x 102
3.2 x 102
2.76 x
102
1.75 x
102
1.5 x 102
Al calcular la regresión lineal con estos datos se obtiene y= (5 x 10-7)(x) + 0.011
Como se sabe que b=1/Vmax, despejando Vmax= 1/b y sustituyendo:
Vmax= 1/0.011= 90.9 µM/seg
Por otro lado, se conoce que m= KM/Vmax, así que despejando KM=(Vmax)(m) y sustituyendo:
KM= (90.9 µM)(5 x 10-7)=4.54 x 10-5 µM
4
1.3. Calcule la concentración de sustrato necesaria para observar un 75% de la velocidad máxima de
una reacción enzimática con una constante de afinidad KM 3 mM.
RESPUESTA
Se sabe que V/Vmax= 0.75, así que despejando de la ecuación de Michaelis-Menten
(V/Vmax= S/KM +S) y sustituyendo 0.75= S/(3 mM + S), se resuelve la ecuación:
S= 9 mM
1.4. En un experimento se midió la velocidad inicial de una reacción enzimática, a varias
concentraciones de sustrato. Se graficó 1/Vo vs 1/[S] y se observó una línea recta en la cual el
intercepto en el eje y es de 0.0377 min.mol-1 y la pendiente es 0.0201 min. Diga cuál es el valor
de KM y Vmax para esta reacción.
RESPUESTA
De la ecuación de Lineweaver-Burk sabemos que b= 1/ Vmax y m=KM/Vmax, por lo que
despejamos Vmax= 1/0.0377, Vmax=26.52 mol min-1.
Por otra parte, despejamos KM de la ecuación KM= (Vmax)(m), KM= 0.533 mol.
2.0 Cálculos de pH
2.1 La concentración de iones hidronio de una solución de pH 8 es:
a. 0.00000001
b. 0.0000001
c. 0.000000001
RESPUESTA
pH = - log [H+] = -log 0.00000001 = 8.0
2.2 Si el pH de del plasma sanguíneo es 7.4 ¿cuál es la concentración de los iones H+?
RESPUESTA
[H+] = 10-pH = 10-7.4 = 3.98 x 10-8
2.3 Calcule el pH de una solución 0.01 M de ácido glutámico (pKa 2.19).
RESPUESTA
El ácido glutámico es un ácido débil, para estas soluciones el pH se calcula:
pH = ½ pKa – ½ log C 6
pH = ½ (2.19) – ½ log 0.01
5
pH = 1.095 + 1 = 2.095
2.4 Calcule las concentraciones molares del ácido acético y acetato de sodio que son necesarias para
preparar 500 mL de solución amortiguadora de pH 5.0, si la suma del ácido y la base es de 0.2 M o
un tampón de acetato 0.2 M. la constante de acidez del ácido acético es 1.7 x 10-5
RESPUESTA
Para el cálculo de soluciones amortiguadoras se utiliza la ecuación de HendersonHasselbalch
pKa = - log Ka = log 1.7 x10 -5 = 4.77
pH = pKa + log [Base]/ [ácido]
5.0 = 4.77 + log [CH3COO-]/[CH3COOH]
5.0 – 4.77 = log [CH3COO-]/[CH3COOH]
Antilog 0.23 = [CH3COO-]/[CH3COOH]
1.69 = [CH3COO-]/[CH3COOH] ec 1
Se tiene una ecuación y dos incógnitas, por lo que se requiere otra ecuación, que es la de la
capacidad amortiguadora
[CH3COO-] + [CH3COOH] = 0.2 M ec 2
De la ecuación 1 se despeja la base
[CH3COO-] = 1.69 [CH3COOH]
Se sustituye en la ecuación 2
1.69 [CH3COOH] + [CH3COOH] = 0.2
[CH3COOH] = 0.2/ 2.69 = 0.074 M
De la ecuación 2 se despeja la base
[CH3COO-] = 0.2 – 0.074 = 0.126 M
Comprobación
pH = 4.77 + log 0.126/0.064 = 5.0
6