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Bioquímica IIGlúcidos II - Gluconeogénesis, Pentosas Fosfato y Síntesis de GlucógenoBioquímica II – Guía De SeminariosGlúcidos II - Gluconeogénesis, Pentosas Fosfato y Síntesis de GlucógenoUniversidad Nacional de QuilmesEjercicio 1En el siguiente esquema de las rutas glucolítica/gluconeogénica, encierre en recuadroslos “pools metabólicos”.Glucosa-1PDHAPGlucosa Glucosa-6P Fructosa-6P Fructosa 1,6BiP1,3BiPG 3PG 2PG PEP PiruvatoG3POxlacetatoRecordando que los intermediarios, dentro de un pool metabólico, están en concentracionescercanas al equilibrio, y que las reacciones pueden proceder en una u otra dirección como resultado depequeños cambios en concentración (el flujo dentro de un pool está determinado por consideracionestermodinámicas), indique:A. ¿Qué características tienen los “segmentos” que conectan los pools?B. Escriba la ecuación desarrollada de las reacciones implicadas en el primer poolmetabólico (hexosas fosfato).C. Calcule las concentraciones (como %) de los intermediarios, suponiendo que seencuentran en equilibrio.[ G-6-P ][ G-6-P ]Keq = = 19 Keq = = 2[G-1-P ][F-6-P ][ G-6-P ] [F-6-P ] [G-1-P ]+ + = 100 %D. Indique, sobre el esquema, que rutas conducen al aumento o disminución de laconcentración de cada intermediario de este pool.E. Escriba la ecuación desarrollada de las reacciones implicadas en el segundo poolmetabólico (hexosa-triosas fosfato). La Keq, en el sentido de la condensación aldólica, es1.10 4 .F. Calcule las concentraciones (como %) de los intermediarios, suponiendo que seencuentran en equilibrio.Concentracion intracelular: [ F-1,6-bisP ] = 0,5mMG. ¿Es realmente la K eq de la aldolasa desfavorable en el sentido glucolítico?H. Escriba la ecuación desarrollada de las reacciones implicadas en el tercer poolmetabólico (fosfo-ácidos).I. Calcule las concentraciones (como %) de los intermediarios, suponiendo que seencuentran en equilibrio.[Glicerato-3-P][ PEP ]Keq = 6 = Keq = 0,5 =[Glicerato-2-P][Glicerato-2-P][Glicerato-2-P] + [Glicerato-3-P] + [ PEP ] = 100 %J. Escriba la ecuación general de la fermentación láctica, a partir de glucosa.K. Calcule la Keq de esta reacción:1 mol glucosa → 2 moles lactatoΔG°’ = - 47kcal/mol1 mol ADP + 1 mol Pi → 1 mol ATP + 1 mol H 2 OPágina 1 de 4.

Bioquímica IIGlúcidos II - Gluconeogénesis, Pentosas Fosfato y Síntesis de GlucógenoΔG°’ = 7,5kcal/molEl ΔG° está definido a 298K, para concentraciones 1M y 1atm de presión. En cambio ΔG°’además está definido para pH=7.R = 0,082 (l · atm) / (K · mol) = 8,314 J / (K · mol) = 1,987 cal / (K · mol)Recuerde que ΔG = ΔG° + RTln(Q) y que en equilibrio, ΔG = 0 y Q = K eq .L. Calcule cual sería la masa de lactato para que el sistema alcance el equilibrio conuna molécula de glucosa en las condiciones celulares. ¿Qué conclusiones extrae?Condiciones intracelulares: [ATP] / [ADP] = 5 (aprox.) [Pi] = 10mM (aprox.)Ejercicio 2En una célula que opera en anaerobiosis.¿Cuál es el rendimiento energético en moléculas de ATP (o equivalentes en enlaces de altaenergía) por glucosa convertida en lactato? Si la glucosa proviene de:A. glucosa libre.B. glucógeno.C. glucógeno, teniendo en cuenta el gasto para su síntesis. Para este caso indiquecuáles son todos los compuestos que poseen enlaces de alta energía.Recuerde que la síntesis de glucógeno se produce por una vía que utiliza un intermediario azúcarnucleótido.Ejercicio 3En el glucógeno aislado de un hígado de rata perfundido con alanina marcada con 14 C en un únicocarbono, se encontró que las unidades de glucosa estaban marcadas en las posiciones 2 y 5. El CO 2producido por el hígado no poseía marcación apreciable. El hígado es capaz de convertir la alanina (ácido2-amino-propanoico) en un compuesto presente en glucólisis/gluconeogénesis mediante una enzima(transaminasa) que cataliza el reemplazo del grupo amino por un ceto. En la misma reacción un grupoceto de otro sustrato es reemplazado por el grupo amino.A. ¿En qué carbono estaba marcada la alanina?B. Detalle como llegó a esa conclusión y escriba las reacciones que puedan haberproducido ese resultado.Ejercicio 4Una muestra de glucógeno de un paciente con enfermedad hepática es incubada con ortofosfato,glucógeno fosforilasa y la enzima desramificante. La relación [glucosa-1-P]/[glucosa] obtenida es 10veces mayor a la obtenida en una persona sin la enfermedad. En la figura se muestra un resumen de lasvías de degradación de glucógeno.GlucógenoGluc. Fosforilasa Glucógeno (n-1)Glucosa-1PFGMGlucógeno (n-1)DesramificanteGlucosaHKGlucosa-6PGlucolísis¿Cuál es la deficiencia enzimática más probable en este paciente?Ejercicio 5Un procedimiento común para determinar la efectividad de compuestos como precursores deglucosa en mamíferos es mantener a un animal sin comer hasta que los depósitos de glucógeno en elhígado sean completamente consumidos y entonces administrar el compuesto incógnita. Un sustrato queproduce un aumento neto en el glucógeno hepático es llamado glucogénico, porque previamente debe serconvertido en glucosa-6-P.Indicar cuál de los siguientes compuestos es glucogénico, y escribir las reacciones queocurren hasta entrar en la gluconeogénesis:A. SuccinatoB. GlicerolC. Acetil-CoAD. PiruvatoEjercicio 6Página 2 de 4.

Bioquímica IIGlúcidos II - Gluconeogénesis, Pentosas Fosfato y Síntesis de GlucógenoLos siguientes son tres casos clínicos. En cada uno de ellos se debe determinar cuál es la enzimadefectuosa y diseñar un tratamiento apropiado, a partir de la lista detallada más abajo.Caso A. La ingesta de leche provoca al paciente vómitos y diarrea. Se le hace un test de tolerancia alactosa. El paciente ingiere una cantidad estándar de lactosa y luego se miden las concentraciones degalactosa y glucosa en plasma sanguíneo a varios intervalos.A. ¿Cuál es la enzima defectuosa y cuál es el tratamiento adecuado?B. En los individuos tolerantes a la lactosa, los niveles aumentan hasta llegar almáximo a la hora y luego disminuyen. Explicar por qué.C. Los niveles de galactosa y glucosa sanguíneos del paciente no aumentan duranteel test. Explicar por qué.Caso B. El paciente desarrolla vómitos y diarrea luego de la ingesta de leche. En un ensayo sedeterminó que su sangre tiene bajos niveles de glucosa, pero en otro ensayo se detectó que los niveles deazúcares reductores son mucho más altos que los normales. Un análisis de orina revela la presencia degalactosa en la orina.D. ¿Cuál es la enzima defectuosa y cuál es el tratamiento adecuado?E. ¿Por qué los niveles de azúcares reductores son altos en sangre?F. ¿Por qué aparece galactosa en la orina?Caso C. El paciente es letárgico y su hígado se encuentra agrandado. Una biopsia hepática muestraexcesivas cantidades de glucógeno. Además, los niveles de glucosa en sangre son más bajos que losnormales.G. ¿Cuál es la enzima defectuosa y cuál es el tratamiento adecuado?H. ¿Por qué el paciente tiene los niveles de glucosa sanguíneos bajos?Lista de posibles enzimas defectuosasFosfofructokinasa-1 muscularFosfomanosa isomerasaGalactosa-1-Fosfato uridil transferasaGlucógeno fosforilasa hepáticaTriosa kinasaLactasa de células epiteliales intestinalesMaltasa de células epiteliales intestinalesLista de posibles tratamientosAlimentación regularmente administrada.Dieta libre de grasasDieta baja en lactosaGrandes dosis de niacinaEjercicio 7¿Cuáles son los cuatro posibles destinos metabólicos de la glucosa-6-fosfato?Ejercicio 8La vía de pentosas fosfato es muy versátil y permite obtener distintos productos según lasnecesidades fisiológicas. Comente en qué situaciones y que reacciones utilizaría, la ruta de las pentosasfosfato priorizará la síntesis de uno u otro producto en los siguientes casos.A. Fabricación de NADPH y pentosas fosfato en cantidades aproximadamente iguales.B. Fabricación principal o única de NADPH.C. Fabricación principal o única de pentosas fosfato.Ejercicio 9¿Cuál es la principal diferencia entre la transcetolasa y la transaldolasa?Ejercicio 10¿En qué difiere la fosforólisis de la hidrólisis?Ejercicio 11Suponga que va a realizar una caminata vigorosa y le aconsejan que consuma bastantescarbohidratos, por ejemplo pan y pastas, varios días antes.Sugiera un motivo para este consejo.Ejercicio 12Los pasos de regulación de la glucólisis en células intactas pueden ser identificados estudiando elcatabolismo de glucosa en tejidos enteros ú órganos. Por ejemplo, el consumo de glucosa por el músculodel corazón puede ser medido a través de la circulación artificial de sangre en un corazón intacto aislado ymidiendo la concentración de glucosa antes y después de que la sangre pase a través del corazón.Página 3 de 4.

Bioquímica IIGlúcidos II - Gluconeogénesis, Pentosas Fosfato y Síntesis de GlucógenoSi la sangre circulante es desoxigenada, el músculo del corazón consume glucosa a unavelocidad estacionaria. Cuando el oxígeno es agregado a la sangre, la tasa de consumo deglucosa cae dramáticamente y luego es mantenida en una velocidad nueva e inferior. ¿Por qué?Ejercicio 13La V máx de la enzima glucógeno fosforilasa del músculo esquelético es mucho mayor que la V máx dela misma enzima en el hígado.A. ¿Cuál es la función fisiológica de la glucógeno fosforilasa en el músculoesquelético? ¿y en el tejido hepático?B. ¿Por qué la V máx de la enzima muscular necesita ser mayor que la del hígado?Ejercicio 14Un defecto congénito en la enzima hepática fructosa 1,6-bisfosfatasa resulta en nivelesanormalmente altos de lactato en el plasma sanguíneo.¿Por qué ocurre esto?Ejercicio 15Una muestra de tejido fue obtenida post mortem del cuerpo de un paciente que se creía que eragenéticamente deficiente en una enzima del metabolismo de carbohidratos. Un homogenato de la muestrade hígado tuvo las siguientes características:- Degrada glucógeno a glucosa-6-fosfato.- No sintetiza glucógeno a partir de ningún azúcar.- No puede utilizar galactosa como fuente de energía.- Es capaz de sintetizar glucosa-6-fosfato desde lactato.¿Cuál de las siguientes enzimas es la deficiente? Justifique.A. Glucógeno FosforilasaB. Fructosa 1,6-bis FosfatasaC. UDP-Glucosa PirofosforilasaCCC=[S3: BSHN]Página 4 de 4.