Saltar al contenido principal
LibreTexts Español

17.E: La Química Orgánica de las Vitaminas (Ejercicios)

  1. Última actualización
  2. Guardar como PDF
  • Page ID
    72273

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    P17.1: Aquí hay una oportunidad para probar su capacidad para reconocer reacciones catalizadas por enzimas usando tres coenzimas -difosfato de tiamina, fosfato de piridoxal y folato- que hemos estudiado en este capítulo. Para cada reacción generalizada, observe cuidadosamente la transformación que se está llevando a cabo y decida cuál de las tres coenzimas es probable que se requiera. Después, dibuja el único paso mecanicista mediante el cual se rompe o se forma el enlace identificado por una flecha. En los casos en que se indique un doble enlace, mostrar el paso mecanicista en el que se forma el enlace s. En cada caso, tu dibujo debe incluir la estructura de la parte reactiva de la coenzima, y debe mostrar claramente el papel que juega en catalizar el paso mecanicista que estás dibujando.

    clipboard_e589024ba522d88fa177a4103ae709470.png

    clipboard_e584f705243dae0be06f03bb1957fed36.png

    clipboard_eb7d0ddbf120461b09e187fc8a72f7fd7.png

    clipboard_ee770e51f0eaceaecd837959635374710.png

    clipboard_ee4b6a8b1673f87909172a6335d8bfe19.png

    clipboard_e242150abbacfd33388c9481921e8b63c.png

    P17.2: El paso final en la biosíntesis del aminoácido triptófano es una condensación dependiente de PLP entre serina e indol, que se muestra a continuación (EC 4.2.1.20). El mecanismo de reacción implica pasos que son familiares a partir de este capítulo, pero también incorpora un tipo de reacción que estudiamos en el capítulo 14. Proponer un mecanismo.

    clipboard_eea6156d47afb4fd06ee2f8e77e0d2a2f.png

    P17.3: Dibujar un mecanismo razonable para la siguiente reacción, identificando las especies denotadas por signos de interrogación. (Bioquímica 2012, 51, 3059)

    clipboard_e9588e062f1f85830167562a59b6f2532.png

    P17.4: Proponer un mecanismo para la reacción a continuación, que forma parte del catabolismo anaeróbico de alcoholes en algunas especies de bacterias. (ChemBiochem 2014, 15, 389)

    clipboard_e67bb83e280a845f53a0eb1ac9d4fdd8e.png

    P17.5: Identificar el cosustrato A y proponer un mecanismo para la reacción que se muestra a continuación, la cual se reportó que ocurre en la bacteria termófila Thermosporothrix hazakensis. (ChemBiochem 2014 15, 527).

    clipboard_e9019bb76a53eb413a9ee770d4c480f88.png

    P17.6: Proponer un mecanismo para cada una de las reacciones a continuación, asegurándose de mostrar el papel desempeñado por la coenzima (es necesario determinar qué coenzima se necesita en cada caso).

    clipboard_e4ee9410e3b570f254311b3e18ce40646.png

    clipboard_e0670c93217dfaa594c36395e1332f419.png

    P17.7: El acetohidroxibutirato se forma en una reacción dependiente de coenzima entre piruvato y un compuesto de 4 carbonos. ¿Cuál es un probable segundo sustrato, coenzima y subproducto (indicado a continuación con un signo de interrogación)?

    http://www.sciencedirect.com/science...67593105001043

    clipboard_ecd670c70510e93429a0f102702e5d05c.png

    P17.8: La reacción de 'condensación de benzoína' fue descubierta en el siglo XIX, y finalmente condujo a una mejor comprensión de\(ThDP\)-dependent reactions in the cell. In a traditional benzoin condensation reaction, cyanide ion (instead of ThDP) plays the role of electron acceptor. Enzyme-catalyzed benzoin condensation reactions are also known to occur in some bacteria: Pseudomonas fluorescens, for example, contains an enzyme that catalyzes the synthesis of (R)-benzoin.

    clipboard_e5aa202cb98f25b7a93769af4492c2d01.png

    1. Dibujar un mecanismo para la reacción de condensación de benzoína catalizada por enzimas (\(ThDP\)-dependiente).
    2. Dibujar un mecanismo para la reacción de condensación de benzoína catalizada por cianuro (condiciones básicas no enzimáticas).
    3. Recientemente se informó que la siguiente\(ThDP\) reacción forma parte de la vía biosintética del ácido clavulánico, un compuesto que inhibe la acción de las b-lactamasas (las b-lactamasas son enzimas bacterianas que hidrolizan los antibióticos a base de penicilina, haciéndolos ineficaces). Como es típico para las reacciones\(ThDP\) dependientes, la primera etapa es la adición de la forma iluro de la coenzima al sustrato carbonilo. Los siguientes pasos son (en orden): deshidratación, tautomerización, eliminación de fosfato, adición conjugada de arginina y finalmente escisión hidrolítica del enlace coenzima-producto. Dibujar un mecanismo completo que corresponda a esta descripción.

    clipboard_e9f30a79bf051ffe4d8e30b628f46b9e3.png

    P17.9: Práctica con reacciones dependientes de PLP:

    1. Proponer un mecanismo para esta reacción, que forma parte de la vía de degradación del triptófano (EC 3.7.1.3).

    clipboard_e72e69c93aac9b5265407ed95517d1aa5.png

    1. Proponer un mecanismo para el paso final de la vía de biosíntesis de treonina (EC 4.2.3.1).

    clipboard_e3aad6502859130d9ebe6cd468adeb2dc.png

    1. Proponer un mecanismo para la reacción catalizada por aspartato\(\beta \)-decarboxylase (EC 4.1.1.12), which converts aspartate to alanine in a PLP-dependent reaction.
    2. Sphingolipids are a type of membrane lipid found in the membranes of all eukaryotic cells, and are most abundant in the cells of central the central nervous system. Synthesis of sphingolipids involves the PLP-dependent reaction below, catalyzed by serine palmitoyl transferase (EC 2.3.1.50). Propose a mechanism.

    clipboard_eebec457cd15295e90f4a2d087ad8fd30.png

    P17.10: Como vimos en este capítulo, las enzimas dependientes de PLP generalmente catalizan reacciones que involucran sustratos de aminoácidos. Aquí hay una excepción, una reacción de\(\beta \) eliminación dependiente de PLP en la vía biosintética del folato (EC 4.1.3.38). Proponer un mecanismo para esta reacción.

    clipboard_ee705fbbe7597dfdc450a61c5b18ea54d.png


    P17.11: A continuación se muestra el paso final en la vía de degradación para el aminoácido glicina (también conocido como 'sistema de escisión de glicina'). Proponer un mecanismo probable, dado que la evidencia sugiere que\(CH_2NH_2^+\) es un intermedio.

    clipboard_e65b2263bfff5157e7c85361ceaacd804.png

    P17.12: Como vimos en el capítulo 15, el papel bioquímico habitual de\(NAD^+\) is to act as a hydride acceptor in dehydrogenation reactions. An exception is the reaction catalyzed by the histidine degradation pathway enzyme urocanase (EC 4.2.1.49).

    clipboard_eec6d3c57ee538f92454fa2fdacf3fd73.png

    En esta reacción,\(NAD^+\) actúa como una coenzima catalítica, disipadora de electrones - acepta temporalmente electrones de un enlace pi en el sustrato, dando como resultado un\(NAD\) aducto sustrato covalente. Esto permite que se produzca una etapa clave de isomerización sobre el sustrato a través de un mecanismo de protonación-desprotonación, seguido de la adición de agua, escisión del\(NAD\) sustrato-aducto para regenerar\(NAD^+\) y finalmente tautomerización al producto. Proponer un mecanismo que se ajuste a esta descripción, e involucre el intermedio a continuación.

    clipboard_edd9e050e488c76e3e41a149cd1fde10a.png

    Problemas de predicción de vías

    P17.13: Proponer un camino multipaso para cada una de las siguientes transformaciones. Todos implican al menos un paso que requiere PLP,\(ThDP\), or folate.

    1. Below is portion of the biosynthesis of a modified membrane lipid in Salmonella and other pathogenic bacteria. The modified membrane confers antibiotic resistance to the bacterium. Biochemistry 2014, 53, 796

    clipboard_ececdf8af2307a06272be14c5f8d6cc01.png

    1. A continuación se muestra la ruta biosintética para el fenetanol en levaduras. El fenetanol, que tiene un aroma a rosa, se usa comúnmente como fragancia - esta vía se ha propuesto como una potencial síntesis enzimática 'verde' para reemplazar la síntesis industrial tradicional, que utiliza reactivos tóxicos.

    clipboard_ee07395bb2a22ab95089f06b7a663e728.png

    1. A continuación se muestra un diagrama de ruta incompleto para la biosíntesis del aminoácido lisina, a partir del aspartato. Rellene los pasos y reactantes/coenzimas faltantes para completar el diagrama. El punto sólido y el círculo discontinua se proporcionan para ayudarlo a rastrear dos de los carbonos desde el sustrato hasta el producto.

    clipboard_ec28c7c7f876f616e3047363689bb9944.png

    1. A continuación se muestra la segunda mitad de la vía de degradación del triptófano. Rellene los pasos y reactantes/coenzimas faltantes para completar el diagrama.

    clipboard_e8ff4bd63082f0c7b357ce2ba0b5de831.png

    1. A continuación se muestra un diagrama de ruta incompleto para la biosíntesis de monofosfato de inosina, un precursor de los nucleótidos adenosina monofosfato (\(AMP\)) and guanosine monophosphate (\(GMP\)). Fill in missing steps and reactants/coenzymes to complete the diagram. Note that one enzymatic step is provided (this is a carboxylation reaction of a type that we have not studied).

    clipboard_e927a703ea8de252a4992a25f67e8bc26.png

    1. We begin our study of organic chemistry with a story about a hot pepper eating contest in Wisconsin (see the introduction the Chapter 1), and a compound called capsaicin which causes the 'hot' in hot peppers. As our last problem, let's try to predict some of the key steps in the biosynthesis of capsaicin.

    Phase 1:

    clipboard_e7cca4590de737e501d77c17b65770e49.png

    Phase 2:

    clipboard_eecccc4f68ca29cc18934303da48c95a2.png

    Colaboradores y Atribuciones

    This page titled 17.E: La Química Orgánica de las Vitaminas (Ejercicios) is shared under a CC BY-NC-SA 4.0 license and was authored, remixed, and/or curated by Tim Soderberg via source content that was edited to the style and standards of the LibreTexts platform; a detailed edit history is available upon request.