clase7

Física y Química Biológica
Licenciatura en Enfermería
2015
Clase 7: 
Metabolismo Celular.

El metabolismo celular está dado por todas las reacciones 
químicas que ocurren en la célula.
Al  conjunto  de  reacciones  químicas 
que  ocurren  con  un  dado  orden  o 
secuencia  se  lo  denomina  vía  o  ruta 
metabólica. Puede ser:
•Catabólica:  su  efecto  neto  es  la 
degradación  de  moléculas grandes  o 
complejas  originando  otras  más 
pequeñas  o  simples  con  la  liberación 
de energía.
•Anabólica:  su  efecto  neto  es  la 
producción  de  moléculas  grandes  a 
partir  de  otras  más  pequeñas 
requiriendo un aporte de energía.
•Aunque  algunas  reacciones  que 
componen una  dada  ruta  metabólica 
pueden ser reversibles, la vía en si no 
lo es.Las reacciones químicas que ocurren en el organismo son 
guiadas y facilitadas enzimas.
•Las  reacciones  químicas  a  la 
temperatura normal de un organismo no 
suelen ocurrir de manera significativa ya 
que  necesitan  vencer  una  barrera 
energética: la energía de activación.
•Las  enzimas  reducen la  energía  de 
activación y permiten que las reacciones 
ocurran.
•Por  ello  es  común  referirse  a  las enzimas como catalizadores biológicos.
•Las  enzimas  en  general  son  proteínas 
aunque  también  existen  ARNs con 
actividad catalítica.

Estructura y función de las enzimas
Modelo de 
cerradura‐llave.

•Sitio Activo: es la región de la 
Cambios 
enzima donde se fija 
conformacionales de 
químicamente el sustrato.
la enzima Hexoquinasa
de levadura al unir el 
•Sustrato: es molécula sobre la 
sustrato (glucosa).que actúa la enzima.
•Producto: es la molécula que 
se obtiene tras la reacción 
química.
•Tanto el sustrato como el 
producto pueden ser más de 
una molécula.
•Obsérvese la 
complementariedad 
fisicoquímica entre el sustrato y 
el sitio activo.
•Por ello las enzimas catalizan 
reacciones sustrato‐específicas.

Hidrólisis de ARN, un ejemplo de la acción enzimática.

•Obsérvese que luego de ocurrir la reacción de 
hidrólisis la enzima recupera 
su estado inicial para poder 
catalizar una nueva reacción.

sitio activo

•A menudo las enzimas requieren para llevar a cabo la acción enzimática una molécula no proteica 
denominada cofactor.
•Apoenzima (enzima catalíticamente inactiva) + Cofactor = Holoenzima (enzima catalíticamente activa)
•Iones inorgánicos(ej. hierro, zinc, cobre, magnesio, etc) y compuestos orgánicos (ejemplo complejo de 
vitaminas B) suelen ser cofactores.
•Si el cofactor es una molécula orgánica no proteica se denomina coenzima. Dos ejemplos que veremos 
posteriormente:

FAD: Flavina Adenina 
Dinucleótido

NAD: Nicotinamida 
Adenina Dinucleótido

Clasificación y nomenclatura de las enzimas.
•Algunas enzimas conservan aún sus nombre originales previos a que se implemente un sistema de nomenclatura (pepsina y tripsina, dos enzimas que 
digieren proteínas).
•Actualmente se utiliza el sufijo asa con la raíz del nombre de su sustrato (ej. 
disacaridasa porque actúa sobre un disacárido).
•También pueden nombrarse y clasificarse de acuerdo al tipo general de reacción 
que catalizan:
‐Enzimas de oxidación‐reducción (deshidrogenasas, hidrogenasas, oxidasas).‐Enzimas hidrolizantes o hidrolasas (sacaridasas, lipasas, peptidasas).
‐Enzimas fosforilantes (fosforilasas, fosfatasas).
‐Enzimas que añaden o eliminan dióxido de carbono (carboxilasas, decarboxilasas).
‐Enzimas que reorganizan los átomos dentro de una molécula (isomerasas o 
mutasas).
‐Enzimas que añaden agua a una molécula sin escindirla (hidrasas).

Regulación de la actividad enzimática.•La disponibilidad de la enzima estará dada por la velocidad de su síntesis .vs. la de 
su degradación.
•Los efectores Alostéricos son agentes físicos y/o químicos que activan o inhiben la 
actividad enzimática por cambios en la forma tridimensional de la enzima.

sitio activo 
funcional

sitio activo 
deformado

sitio activo 
deformado

Regulación enzimática de una 
ruta metabólica...