Ejercicio resuelto de Enzimas · Biología · 2024

Los insectos conocidos como zapateros de agua son fascinantes criaturas que han desarrollado adaptaciones sorprendentes para desplazarse sobre la superficie del agua. Para atrapar a sus presas, suelen inyectar enzimas digestivas para descomponerlas antes de consumirlas. [1,5 puntos]

a) El agua es uno de los productos finales de la oxidación completa de la glucosa. ¿Qué otros dos productos se obtienen del catabolismo por respiración de la glucosa? Enumere los procesos que tienen lugar desde que comienza el catabolismo de la glucosa hasta la obtención de los productos finales de su oxidación completa.

b) Si este insecto ingiriese una gran cantidad de agua salada, ¿qué le pasaría a sus células digestivas e intestinales?

c) ¿Qué son los inhibidores enzimáticos? Explique brevemente en qué se diferencia un inhibidor competitivo de un inhibidor no competitivo.

$\textbf{a) El agua es uno de los productos finales de la oxidación completa de la glucosa. ¿Qué otros dos productos se obtienen del catabolismo por respiración de la glucosa? Enumere los procesos que tienen lugar desde que comienza el catabolismo de la glucosa hasta la obtención de los productos finales de su oxidación completa.}$

Los otros dos productos son el dióxido de carbono y la energía almacenada en forma de ATP.

Los procesos, en orden, son: la glucólisis, en el citosol, que lleva la glucosa hasta dos moléculas de piruvato; la descarboxilación oxidativa del piruvato a acetil-CoA, ya en la matriz mitocondrial; el ciclo de Krebs, que oxida por completo el grupo acetilo y libera el $\text{CO}_2$; y, finalmente, la cadena de transporte electrónico y la fosforilación oxidativa en la membrana mitocondrial interna, donde el oxígeno se reduce a agua y se sintetiza la mayor parte del ATP.

$\textbf{b) Si este insecto ingiriese una gran cantidad de agua salada, ¿qué le pasaría a sus células digestivas e intestinales?}$

El agua salada es un medio hipertónico respecto al citoplasma, de modo que el agua saldría de las células por ósmosis.

Al tratarse de células animales, sin pared celular, perderían volumen, se arrugarían y su membrana adoptaría un aspecto festoneado: sufrirían crenación o plasmólisis, y si la deshidratación es intensa acabarían muriendo, con lo que el epitelio digestivo dejaría de absorber nutrientes.

$\textbf{c) ¿Qué son los inhibidores enzimáticos? Explique brevemente en qué se diferencia un inhibidor competitivo de un inhibidor no competitivo.}$

Los inhibidores enzimáticos son sustancias que se unen a una enzima y disminuyen o anulan su actividad catalítica.

El inhibidor competitivo se parece estructuralmente al sustrato y se une al propio centro activo, de modo que ambos compiten por él. Su efecto se contrarresta aumentando la concentración de sustrato: la velocidad máxima no cambia y la $K_M$ aparente aumenta.

El inhibidor no competitivo se une a un lugar distinto del centro activo y deforma la enzima, que ya no cataliza bien la reacción. Como no compite con el sustrato, añadir más sustrato no lo remedia: la velocidad máxima disminuye y la $K_M$ no varía.