SELECTIVIDAD

LÍPIDOS 2009 y 2010

Defina ácido graso, triacilglicérido y fosfolípido. Explique por qué los fosfolípidos son moléculas anfipáticas. Cite una función biológica de los carotenoides y otra de los esteroides.

Ácido graso: son ácidos orgánicos monocarboxílicos. Pueden estar libres o formando parte de la molécula de un lípido saponificable. Se clasifican en saturados o insaturados, según la presencia o no de doble enlace.

Triacilglicérido: son las grasas más abundantes, pueden tener los tres ácidos grasos iguales o diferentes.

Fosfolípido: son lípidos saponificables también llamados fosfoglicéridos, son los principales componentes de las membranas biológicas.

Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas porque poseen una región polar hidrofílica y otra apolar hidrofóbica.

Los carotenoides colaboran con la clorofila en la fotosíntesis.

En relación con la imagen adjunta responda las siguientes cuestiones:

a) ¿Qué tipo de molécula representa?¿Qué nombre recibe la región señalada con el número 1? ¿Qué nombre recibe la región señalada con el número 2? ¿Cuál es la composición química de las moléculas que constituyen la región 2? ¿Por qué las dos estructuras que integran esta región 2 una aparece rectilínea y la otra doblada o torcida?

b) Estas biomoléculas juegan un papel fundamental en la formación de ciertas estructuras celulares, ¿cuáles son estas estructuras? Indique qué propiedad físico-química de estas moléculas explica su comportamiento en medio acuoso. ¿Cuál es este comportamiento y qué relación tiene con su función estructural? Razone la respuesta.

a) Representa un fosfolípido. La región 1 se corresponde con la cabeza polar compuesta de un ácido fosfórico y de glicerina. La región dos es la cola, compuesta por ácidos grasos. Esto se debe a que la torcida es insaturada, ya que es el doble enlace la que lo provoca.

b) Estas estructuras de la que forman parte son las membranas biológicas. De la forma en la que se disponen, les hace ser hidrofílicas.

Defina ácido graso. Explique en qué consisten las reacciones de esterificación y saponificación. Cite dos funciones de las grasas en los seres vivos.

Los ácidos grasos son lípidos que se pueden dividir en saturados (no tienen doble enlace y  suelen ser sólidos) y en insaturados (tienen en su cadena uno o más dobles enlaces).

Saponificación: formación de jabones a partir de la hidrólisis alcalina de lípidos saponificables.

Esterificación: reacción entre ácido carboxílico y un alcohol en la que se obtienen un éster y un agua.

Las grasas son aislantes térmicos y almacenes de alimento.

Diferencie entre ácido graso saturado e insaturado. Explique la reacción de saponificación. Indique la principal función de los fosfolípidos. Explique la propiedad que permite a los fosfolípidos formar bicapas en medios acuosos.

Los saturados no tienen doble enlace y suelen ser sólidos, mientras que los insaturados presentan dobles enlaces y son líquidos.

Saponificación: formación de jabones a partir de la hidrólisis alcalina de lípidos saponificables.

La principal función biológica de un fosfolípido en la composición de membranas biológicas.

Defina triacilglicérido y fosfolípido. Indique las diferencias entre los lípidos saponificables y los insaponificables, cite un tipo de cada uno de ellos.

Triacilglicérido: son las grasas más abundantes, pueden tener los tres ácidos grasos iguales o diferentes.

Fosfolípido: son lípidos saponificables también llamados fosfoglicéridos, son los principales componentes de las membranas biológicas.

La principal diferencia es que los lípidos saponificables (grasas, ceras y fosfolípidos) contienen en su molécula ácidos grasos y los insaponificables (terpenos y esteroides) no.

Defina triacilglicérido y explique dos de sus funciones biológicas. Explique cómo obtendría jabón a partir de estas biomoléculas.

Triacilglicérido: son las grasas más abundantes, pueden tener los tres ácidos grasos iguales o diferentes. Actúan como reserva energética y como aislantes térmicos.

Obtendríamos jabón a partir de la saponificación, ya que tras la hidrólisis alcalina de estos se producen sales (jabones).

En relación con la fórmula adjunta, conteste las siguientes cuestiones:

a) ¿Qué tipo de biomolécula representa?

b) ¿Cuál es el comportamiento de este tipo de biomoléculas en un medio acuoso? ¿En qué estructuras celulares se encuentra?

Es un fosfolípido, un lípido saponificable también llamado fosfoglicérido. Cuando estos se encuentran en un medio acuoso, se asocian formando varios tipos de estructuras, en las que los grupos hidrofóbicos se orientan hacia las moléculas de agua e interaccionan con ella formando puentes de hidrógeno.

PROTEÍNAS 2001 y 2002

Características y propiedades del enlace peptídico.

El enlace peptídico es un enlace covalente, posee cierto carácter de doble enlace, los cuatro átomos del grupo péptido se hayan en el mismo plano. Sólo pueden girar los enlaces C-C y C-N. Con función hormonal, destacan la oxitocina, la ADH, la insulina y el glucagón. El glutatión como transportador y como antibióticos gramicidina-S y valinomicina.

Al medir, a una determinada Tª y pH, la actividad de una reacción enzimática nos encontramos que durante la A, esta actividad vale 250 µmoles/min * mg proteína, mientras que durante la situación B vale el doble midiéndola a la misma Tª y pH. Explique las posibles razones que han podido ocasionar este cambio y justifique la respuesta.

Lo que ha podido ocasionar este cambio es la concentración de sustrato, al aumentar la concentración de sustrato existen más centros activos ocupados y la velocidad de la reacción aumenta hasta que no quedan centros activos libres, a partir de ese momento, un aumento de la concentración del sustrato no supone un aumento de la velocidad de la reacción. Si se disminuye la concentración de sustrato la velocidad a la que actúa la enzima se va reduciendo. 

La ingestión de metanol (HCH2OH) es muy peligrosa, porque el metanol, aunque por sí mismo no es tóxico, experimenta dentro del organismo una transformación enzimática. La intoxicación por metanol puede combatirse haciendo que la persona afectada tome mucho etanol (CH3CH2OH), una sustancia parecida al metanol. Indique una posible causa del efecto protector que el etanol ejerce sobre la intoxicación por metanol.

El metanol es metabolizado por la enzima alcohol deshidrogenasa, la misma que metaboliza el etanol, pero esta enzima es 22 veces más afín por el etanol que por el metanol, razón por la cual se utiliza el etanol como antídoto de esta intoxicación, ya que al preferir la enzima como sustrato el etanol estamos evitando la formación de los metabolitos tóxicos del metanol, causante de los síntomas, los cuales son el formaldehído y el ácido fórmico.

Describa el proceso de catálisis enzimática.

La catálisis enzimática consiste en rebajar la energía de activación (mínima energía necesaria para formar o romper enlaces), para llegar al estado de transición (estado en el que los enlaces de los reactivos están debilitados o rotos, pero aún no se han formado los nuevos), y permitir que la reacción se lleve a cabo. Cuando un sustrato se encuentra con la enzima correspondiente se produce la catálisis enzimática.
El sustrato se une a la apoenzima formando el complejo enzima-sustrato (ES), debido a su gran especificidad, para cada tipo de sustrato y de reacción existe una enzima concreta. La unión es reversible, ya que una parte del complejo enzima-sustrato se disocia, lo que hace que esta parte de la catálisis sea muy lenta. E+S↔ES. La unión de los radicales de los aminoácidos del centro activo al sustrato consigue debilitar sus enlaces, con lo cual se consigue alcanzar el estado de transición. Una vez formado el complejo enzima-sustrato el cofactor lleva a cabo la reacción y se obtiene el producto final (P). Esta parte de la catálisis es muy rápida e irreversible. ES→E+P. Si no existieran cofactores, la acción catalítica la realizan algunos aminoácidos del propio centro activo. El producto se libera del centro activo y la apoenzima queda libre para volver a unirse a nuevas moléculas de sustrato. La coenzima puede liberarse intacta o liberarse quedando modificada.

Estructura primaria y desnaturalización de la proteína.

La estructura primaria la poseen todas las proteínas y es la secuencia lineal de aminoácidos que la integran. Es la más sencilla de todas. El enlace que la caracteriza es el enlace peptídico, en el que intervienen el grupo carboxilo de un aminoácido y el amino de otro.

Se entiende por desnaturalización de la proteína la rotura de los enlaces que mantienen el estado nativo de la molécula.

Explique cuál es la función de las enzimas y qué se entiende por apoenzima, coenzima y centro activo.
La función de las enzimas es la de actuar como catalizador de las reacciones en los seres vivos.
Apoenzima, es la parte proteica de una enzima.
Coenzima, cofactor orgánico no proteico que unido a la apoenzima forma  la enzima.
Centro activo, es el lugar de la enzima que se adapta  al sustrato y actúa sobre él para originar el producto.

Analice la estructura secundaria y terciaria de las proteínas haciendo especial hincapié en las fuerzas que las mantienen.

En la estructura secundaria podemos encontrar:

Alfa-hélice, se produce al girar los carbonos asimétricos siguiendo una hélice alrededor de un eje imaginario, se mantiene por puentes de hidrógeno intracatenarios.

Beta-hoja plegada, se produce cuando los carbonos asimétricos actúan como puntos de plegamiento de la cadena, se mantiene por puentes de hidrógeno intercatenarios.

Triple hélice de colágeno, en su estructura primaria abundan los aminoácidos prolina e hidroxiprolina, se mantiene con una hélice más extendida con puentes de hidrógeno intracatenarios.

La estructura terciaria es el conjunto de la estructura secundaria y sus discontinuidades, se mantiene con interacciones iónicas, puentes de hidrógeno, fuerzas de Van de Waals, interacciones hidrofóbicas y puentes de disulfuro.

Describa cinco funciones desempeñadas por las proteínas en los seres vivos.

Funciones de las proteínas:

Catalizadores, realizadas por las enzimas, aceleran las reacciones metabólicas.

Reguladoras, hormonas, modifican la intensidad metabólica.

Movimiento, actina y miosina, de los músculos.

Defensivas, anticuerpos, sistema inmunitario.

Transporte, hemoglobina, oxígeno en sangre.

Sabiendo que el tipo de cabello (rizado o liso) se debe a la estructura que adoptan sus componentes, explique, razonadamente, por qué el calor puede alisar el cabello y por qué este cambio es reversible.

El calor provoca que la queratina (proteína del pelo) se desnaturalice, es decir, que se rompan los enlaces que mantienen estable el estado nativo de la molécula, perdiéndose las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria. Por lo que también pierde su actividad biológica. Sin embargo, ésta se puede renaturalizar, ya que la información presente en la  estructura primaria permite reconstruir las interacciones que dan lugar a los niveles superiores de organización, y así recuperar también su actividad biológica.

Defina qué son los aminoácidos y clasifíquelos en función de sus radicales. Describa el enlace peptídico como característico de la estructura de las proteínas.

Los aminoácidos son monómeros de las proteínas, todos tienen en común un grupo amino (NH2) y un grupo ácido (COOH). Según sus radicales se clasifican en:

No polares.

Polares sin carga.

Polares con carga negativa.

Polares con carga positiva.

El enlace peptídico une a los aminoácidos a través del grupo amino de un aminoácido con el grupo ácido de otro aminoácido.

Enumere y describa los tipos de estructura secundaria.

En la estructura secundaria podemos encontrar:

Alfa-hélice, se produce al girar los carbonos asimétricos siguiendo una hélice alrededor de un eje imaginario, se mantiene por puentes de hidrógeno intracatenarios.

Beta-hoja plegada, se produce cuando los carbonos asimétricos actúan como puntos de plegamiento de la cadena, se mantiene por puentes de hidrógeno intercatenarios.

Triple hélice de colágeno, en su estructura primaria abundan los aminoácidos prolina e hidroxiprolina, se mantiene con una hélice más extendida con puentes de hidrógeno intracatenarios.

A la vista de la gráfica, conteste a las siguientes cuestiones:

a) Explique qué representa la gráfica. Indique los valores aproximados de pH para los cuales dos enzimas tienen la misma velocidad de reacción. Para valores de la misma acidez, ¿cuál es el enzima con mayor actividad catalítica?

b) Si el pH de la sangre fuera 7.5, indique qué enzimas podrían presentar actividad catalítica en el plasma sanguíneo. Explique el comportamiento de cada enzima en función del pH.

a) La gráfica representa el efecto del pH sobre la actividad enzimática, cada enzima tiene un pH óptimo de actuación, si el pH se encuentra por debajo del mínimo o por encima del máximo se produce la desnaturalización de la enzima y por tanto su actividad catalítica se anulará por completo. La fosfatasa y la papaína tienen la misma velocidad de reacción en pH 6 aproximadamente y pH 11 aproximadamente.
La enzima con mayor actividad catalítica es la pepsina.

b) Las enzimas que podrían presentar actividad catalítica en el plasma sanguíneo son la f y pp.
La enzima p tiene un pH entre 0 y 7, lo cual hace que funcione mejor en medios ácidos.
La enzima f tiene un pH entre 5 y 11, lo que hace que funcione mejor en medios básicos.
La enzima pp tiene un pH entre 0 y 11, lo que hace que funcione en medios ácidos y medios básicos.

A la vista de la gráfica, conteste:

a) Explique qué representa esta gráfica. ¿Por qué la velocidad de la reacción aumenta al principio de la curva, al aumentar la concentración de sustrato?

b) ¿Por qué la velocidad permanece prácticamente constante a partir de una determinada concentración de sustrato? ¿Qué ocurrirá si se aumenta la concentración de enzimas?

a) Esta gráfica representa la velocidad de reacción necesaria para cada concentración de sustrato. Porque a mayor número de moléculas de sustrato, más moléculas de producto aparecerán y por tanto la velocidad aumenta.

b) Porque aunque siga aumentando la concentración de sustrato llega un momento en que todas las enzimas libres están ocupadas por moléculas de sustrato formando complejos ES y la velocidad no varía. Si se aumenta la concentración de enzimas la velocidad aumentará proporcionalmente a lo largo de toda la curva.

 Carlos R.M.