Compuestos Químicos De Alta Energía

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ESTRUCTURA DEL ATP

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Estructura
El ATP es un nucleótido trifosfato que se compone de adenosina (adenina y ribosa) y tres grupos fosfato.
La estructura de la molécula consiste en una base purina (adenina) enlazada al átomo de carbono 1' de un azúcar pentosa. Los tres grupos fosfato se enlazan al átomo de carbono 5' de la pentosa. Los grupos fosforilo, comenzando con el grupo más cercano a la ribosa, se conocen como fosfatos alfa (α), beta (β) y gamma (γ).
Es una molécula inestable y tiende a ser hidrolizada en el agua. Esto es debido a que su hidrólisis es un proceso muy favorecido. Si el ATP y el ADP se encuentran en equilibrio químico, casi todos los ATP se convertirán a ADP

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RAZON HIDROLISIS ATP MUY FAVORABLE

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1) Los atomos de oxigeno son muy electronegativos y atraen electrones, comparten con fosforo. Por ello se repelen. Al eliminar un fosfato, disminuimos la repelencia de cargas.
2) El fosfato liberado (Pi) tiene los cuatro átomos de oxígeno idénticos, las cargas negativas se repelen menos. Estas estructuras se denominan resonantes y son muy estables, ya que las cargas se distribuyen en un espacio mayor.

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Factores que afectan a la hidrólisis del ATP

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1)Presencia de Mg2+ : ADP y ATP mas estables con Mg2+. ADP mas estable, porque hay menos fosfato, menos repelencia de cargas por oxigeno
2)Concentración de ATP y ADP, Cuando aumenta el ATP favorecemos las hidrolisis del mismo. Cuando aumentamos el ADP disminuimos las hidrolisis

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CUALES SON LAS CONCENTRACIONES ESTANDARES

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las condiciones estándar (25ºC, 1atm y 1M de cada compuesto)

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OTROS COMPUESTOS FOSFORILADOS

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FOSFOENOLPIRUVATO (PEP)
1,3 BIFOSFOGLICERATO
FOSFOCREATINA

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HIDROLISIS DE FOSFOENOLPIRUVATO FAVORECIDA POR....

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(REACCION MUY DESPLAZADA A LA DERECHA)
La energía libre de Gibbs en condiciones estándar de la hidrólisis de PEP es mucho mayor en valor absoluto que la del ATP.
- Al liberar el fósforo inorgánico, Pi, éste experimenta una distribución de sus cargas negativas, consiguiendo que los oxígenos sean idénticos y obteniendo así una estructura resonante.
Como hemos dicho antes, estas estructuras son muy estables y termodinámicamente su formación está muy favorecida.
- El piruvato también liberado presenta dos formas isoméricas: la forma enol o alcohol, con un grupo –OH y la forma cetona, con un doble enlace con oxígeno. Al presentar el piruvato isómeros, estas estructuras son también muy estables.

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HIDROLISIS DE 1,3BIFOSFOGLICERATO FAVORECIDA POR...

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(REACCION MUY DESPLAZADA A LA DERECHA)
- Al igual que en el caso anterior, en el grupo fosfato se produce una distribución de las cargas negativas, que se localizan en un mayor espacio. Se convierte por ello en una estructura resonante, de mayor estabilidad.
- Además, el 3-fosfoglicerato experimenta una ionización. Esto se lleva a cabo mediante la adición o eliminación del hidrógeno presente en el grupo –OH del carbono 1. Al eliminarlo, se produce una estabilización por resonancia, pues los dos oxígenos (tanto el que forma el doble enlace con el C1 como el que formaba parte del grupo –OH) son idénticos y la carga negativa se distribuye por igual entre ambos.

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HIDROLISIS DE FOSFOCREATINA (MUSCULO) FAVORECIDA POR...

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(REACCION MUY DESPLAZADA A LA DERECHA)
- Al igual que en los casos anteriores, el fosfato liberado presenta una distribución de cargas negativas que hacen de él una estructura resonante y por ello, una estructura muy estable.
- Además, la creatina presenta dos grupos amino (–NH2) idénticos al pH normal de las células, es decir, a pH aproximadamente neutro. Esto hace que se produzca una distribución de la carga positiva, localizándose en un espacio mayor. Se produce por ello, un equilibrio por isomerización, por la presencia de estructuras resonantes.

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ESTRUCTURA ACETIL-COA (TIOESTER SIN FOSFATO)

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El más importante en el acetil-CoA, que presenta un cofactor enzimático, el coenzima A.
Tiene como característica principal que en su carbono 1 presenta un enlace éster con el átomo de azufre (S) perteneciente al coenzima A.

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HIDROLISIS DE ACETIL-COA

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La hidrólisis de este compuesto produce la liberación del coenzima A y ácido acético. Es por ello que se produce la sustitución del coenzima A por un grupo –OH, quedando el grupo carboxilo.
El ácido acético es susceptible de ionizarse, es decir, de liberar protones. A pH normal de las células, el ácido acético está protonado, es decir, en forma de acetato.
Es por ello que al liberar un protón, la carga negativa resultante se reparte de forma similar entre los dos oxígenos (tanto el que formaba el doble enlace con el carbono como el que pertenecía al grupo –OH), creando así una estabilización por resonancia.

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RAZONES QUE ASEGURAN LA ESTABILIDAD DE LOS PRODUCTOS

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a) Liberación de la tensión de cargas: la liberación de grupos fosfato estabiliza el compuesto resultante pues se produce la separación de las cargas negativas de éstos, que antes se repelían.
b) Productos estabilizados por isómeros: un compuesto que presenta formas alternativas es más estable que uno que solo se da en una forma determinada.
c) Transferencia de grupos: a lo que llamamos hidrólisis, realmente no lo es, sino que tiene lugar la transferencia de grupos.

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PORQUE EL ATP ES EL COMPUESTO DE ALTA ENERGIA MAS COMUN E IMPORTANTE?

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<El ATP es el compuesto rico en energía más común e importante por dos razones:
- Capacidad para liberar energía
- Versatilidad: se trata de una forma racional de liberar energía, es decir, cuando se necesite más energía, el ATP se hidrolizará a AMP mientras que cuando se requieran menos cantidades de energía, se hidrolizará a ADP.

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CUAL ES LA JERARQUIA DE UTILIZACION DE LOS COMPUESTOS DE ALTA ENERGIA...

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Segun deltaG de hidrolisis el orden es....
+Fosfoenolpiruvato
+1,3 Bifosfoglicerato
+Fosfocreatina
+ATP
+....menor glucosa-6-p y glicerol-p