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DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA MOLECULAR FACULTAD DE MEDICINA M. Dolores Delgado
Tema 15. PROBLEMAS Y CUESTIONES DE BIOENERGÉTICA
1. Cálculo de Δ Gº’ a partir de constantes de equilibrio. Calcular las variaciones de energía
libre estándar de las siguientes reacciones catalizadas por enzimas metabólicamente importantes, a 25ºC y pH 7, a partir de las constantes de equilibrio dadas.
Aspartato aminotransferasa
a) Glutamato + oxalacetato aspartato + α-cetoglutarato K’eq=6,
triosa-fosfato isomerasa b) Dihidroxiacetona fosfato gliceraldehido-3-fosfato K’eq=0,
fosfofructoquinasa c) Fructosa-6-fosfato + ATP fructosa 1,6-bisfosfato + ADP K’eq=
2. Cálculo de la constante de equilibrio a partir de Δ Gº’. Calcular las constantes de
equilibrio K’eq para cada una de las siguientes resacciones a pH=7 y 25ºC, utilizando los
valores de Δ Gº’ de la tabla 13-4:
Glucosa-6-fosfatasa a) Glucosa-6-P + H 2 O glucosa + Pi
lactasa b) Lactosa + H 2 O glucosa + galactosa
fumarasa c) Malato fumarato + H 2 O
3. Determinación experimental de Δ Gº’ para la hidrólisis del ATP. La medida directa de la
variación de energía libre estándar asociada con la hidrólisis del ATP es técnicamente complicada ya que la pequeña cantidad de ATP que resta en el equilibrio es difícil de
medir con precisión. No obstante se puede calcular indirectamente el valor de Δ Gº’ ’ a
partir de las constantes de equilibrio de otras dos reacciones que tienen constantes de equilibrio menos favorables:
glucosa-6-fosfato + agua glucosa + Pi K’eq=
ATP + glucosa ADP + glucosa-6-fosfato K’eq=
Utilizando esta información, calcular la energía libre estandar de hidrólisis del ATP. Suponer que la temperatura es de 25ºC.
4. Diferencia entre Δ Gº’ y Δ G. Considerar la interconversión siguiente, que tiene lugar en
la glucolisis:
fructosa-6-fosfato glucosa-6-fosfato K’eq=1,
a) ¿Cuál es la Δ Gº’ para la reacción, a 25ºC?
b) Si en la célula la concentración de fructosa-6-fosfato es 1,5 M y la de glucosa-6-
fosfato es 0,5 M ¿cuál es el valor de Δ G? (suponer que la temperatura es 25ºC)
c) ¿Por qué Δ Gº’ y Δ G son diferentes?.
5.Δ Gº ’ de reacciones acopladas. La glucosa-1-fosfato se convierte en fructosa-6-fosfato
en dos reacciones sucesivas:
Glucosa-1-P glucosa-6-P Glucosa-6-P fructosa-6-P
Utilizando los valores de Δ Gº’ de la tabla 13-4, calcular la constante de equilibrio K’eq de
la suma de las dos reacciones a 25ºC:
Glucosa-1-P fructosa-6-P
6. Cálculo de Δ Gº’ de las reacciones acopladas al ATP. A partir de los datos de la tabla
13-6, calcular el valor de Δ Gº’ de las reacciones:
a) fosfocreatina + ADP creatina + ATP
b) ATP + fructosa ADP + fructosa-6-P
7. Cálculo de a concentraciones fisiológicas. Calcular la Δ G real de la reacción:
fosfocreatina + ADP creatina + ATP
a 25ºC, tal como se da en el citosol de las neuronas en el que la fosfocreatina está presente a concentración 4,7 mM, la creatina a 1,0 mM, el ADP a 0,2 mM y el ATP a 2, mM.
8. La energía libre estandar de hidrólisis del ATP es de Δ Gº’ = -30,5 kJ/mol. En la célula
sin embargo las concentraciones de ATP, ADP y Pi no son iguales sino mucho menores
que la concentración estandar de 1M. Así la Δ G real en condiciones intracelulares difiere
mucho de la Δ Gº’ en condiciones estandar.
a) Calcular Δ G en los eritrocitos humanos donde las concentraciones de ATP, ADP y
Pi son 2.25 mM, 0.25 mM y 1.65 mM, respectivamente (suponer que el pH es 7 y la temperatura 25º C). b) La reacción de hidrólisis del ATP intracelular es más o menos favorable que la realizada en condiciones estandar?
d) ¿La Δ G en otro tipo celular será la misma que la obtenida en los eritrocitos?.
