Pregunta: La fosforilación de la glucosa a glucosa 6-fosfato es el paso inicial en el catabolismo de la glucosa. La fosforilación directa de la glucosa por Pi se describe mediante la ecuación Glucosa + Pi → glucosa 6-fosfato + H2O ΔG′e ° = 13,8 kJ/mol (a) Calcule la constante de equilibrio para la reacción anterior a 25 °C. En el hepatocito de rata, las

La fosforilación de la glucosa a glucosa 6-fosfato es el paso inicial en el catabolismo de la glucosa. La fosforilación directa de la glucosa por Pi se describe mediante la ecuación Glucosa + Pi → glucosa 6-fosfato + H2O ΔG′e ° = 13,8 kJ/mol (a) Calcule la constante de equilibrio para la reacción anterior a 25 °C. En el hepatocito de rata, las concentraciones fisiológicas de glucosa y Pi se mantienen en aproximadamente 4,8 mm. ¿Cuál es la concentración de equilibrio de la glucosa 6-fosfato obtenida por la fosforilación directa de la glucosa por Pi? ¿Representa esta reacción un paso metabólico razonable para el catabolismo de la glucosa? Explique. (b) En principio, al menos, una forma de aumentar la concentración de glucosa 6-fosfato es impulsar la reacción de equilibrio hacia la derecha aumentando las concentraciones intracelulares de glucosa y Pi. Suponiendo una concentración fija de Pi de 4,8 mm, ¿cuál debería ser la concentración intracelular de glucosa para dar una concentración de equilibrio de glucosa 6-fosfato de 250 μm (la concentración fisiológica normal)? Sería esta ruta fisiológicamente razonable, dado que la solubilidad máxima de la glucosa es inferior a 1 m? (c) La fosforilación de la glucosa en la célula está acoplada a la hidrólisis del ATP; es decir, parte de la energía libre de la hidrólisis del ATP se utiliza para fosforilar la glucosa: (1) Glucosa+Pi → glucosa 6-fosfato+H20 ∆G'=13.8kj/mol (2) ATP+H20 → ADP+Pi ∆G'=-30kj/mol SUM:Glucosa+ATP→glucosa 6-fosfato+ADP Calcula el K′eq a 25 °C para la reacción global. Para la fosforilación de la glucosa dependiente del ATP, ¿qué concentración de glucosa se necesita para alcanzar una concentración intracelular de 250 μm de glucosa 6-fosfato cuando las concentraciones de ATP y ADP son de 3,38 mm y 1,32 mm, respectivamente? ¿Este proceso de acoplamiento proporciona una ruta factible, al menos en principio, para la fosforilación de la glucosa en la célula? Explique. (d) Aunque el acoplamiento de la hidrólisis de ATP a la fosforilación de la glucosa tiene sentido termodinámico, aún no hemos especificado cómo debe producirse este acoplamiento. Dado que el acoplamiento requiere un intermediario común, una ruta concebible es utilizar la hidrólisis de ATP para elevar la concentración intracelular de Pi y así impulsar la fosforilación desfavorable de la glucosa por Pi. ¿Es esta una ruta razonable? (Piensa en los productos de solubilidad de los intermediarios metabólicos). (e) La fosforilación de la glucosa acoplada al ATP es catalizada en los hepatocitos por la enzima glucoquinasa. Esta enzima une el ATP y la glucosa para formar un complejo glucosa-ATP-enzima, y el grupo fosforilo se transfiere directamente del ATP a la glucosa. Explique las ventajas de esta vía. Mostrar el texto de la imagen transcrita