Bioquímica II.- T5. Metab. Nitrógeno y Aminoácidos

5.1.1. (B3). La enzima nitrogenasa requiere un alto consumo energético para reducir N2. ¿Cuál es la razón principal de este gasto de energía y qué moléculas se consumen?. El consumo de NADH como poder reductor y ADP para la disociación. El alto coste de mantener la enzima lejos del oxígeno (O2) para evitar su inactivación. La alta estabilidad del triple enlace del N2 molecular, que requiere el consumo de ATP para impulsar la reducción. La necesidad de grandes cantidades de FAD y NAD+ para oxidar el NH4+ producido. El consumo de electrones de ferredoxina o flavodoxina para el proceso de reducción.

5.1.2. (B2). ¿Cómo obtienen el nitrógeno los animales?. Fijando el N2 atmosférico mediante la nitrogenasa. Mediante el consumo de otros seres vivos que ya lo hayan incorporado previamente. El nitrógeno no se incorpora, simplemente se recicla. Mediante el ciclo de la urea. Por reducción del nitrato del suelo.

5.1.3. (B3). Un paciente consume una dieta totalmente libre de proteínas. ¿Qué consecuencias inmediatas se observarían en su balance nitrogenado y en el recambio proteico?. El balance nitrogenado se mantendría neutro, ya que solo se necesitarían aminoácidos esenciales. Se produciría un balance nitrogenado negativo, pues la excreción de N superaría la ingesta. El organismo activaría la degradación neta de proteínas corporales para obtener aminoácidos esenciales. La síntesis de proteínas se aceleraría para compensar la falta de proteína dietética. Aumentaría significativamente la actividad de las bacterias fijadoras de N2 en el intestino.

5.1.4. (B4). El proceso de fijación biológica de nitrógeno es metabólicamente exclusivo de organismos procariotas. ¿Qué implicación tiene esto para la biosfera y los organismos eucariotas?. Los eucariotas pueden sintetizar NH4+ directamente, por lo que no dependen de los procariotas. Implica que la disponibilidad de nitrógeno utilizable para plantas y animales es un cuello de botella energético, limitado a la capacidad procariota. La fijación de N2 es la única fuente de nitrógeno nuevo en el planeta. Demuestra una interdependencia ecológica crítica, donde la vida eucariota depende indirectamente del metabolismo de las bacterias. Las plantas pueden absorber N2 de la atmósfera si tienen leghemoglobina.

5.1.5. (B4). ¿Qué consecuencias inmediatas y a largo plazo se observarían si se eliminaran selectivamente las bacterias nitrificantes (Nitrosomonas y Nitrobacter) en un ecosistema terrestre?. Un aumento inmediato en la concentración de N2 atmosférico. Una mejora en la absorción de NH4+ por las plantas. La acumulación de NH4+ en el suelo, llevando a la toxicidad del mismo en exceso. Una disminución drástica en la disponibilidad de nitrato (NO3−), la forma de nitrógeno preferida por muchas plantas. El cese completo de la desnitrificación.

5.1.6. (B3). En un ecosistema agrícola tratado con fertilizantes nitrogenados, ¿qué efecto inmediato se espera sobre la fijación biológica de N2?. Se reducirá, al estar el amonio disponible en el suelo. Aumentará por retroalimentación positiva. Permanecerá estable independientemente de la concentración de N. Se favorecerá la desnitrificación en condiciones anaerobias. Se inducirá la síntesis de nitrogenasa en plantas.

5.1.7. (B2). La desnitrificación se caracteriza porque…. Convierte nitrato en N2. Se produce sólo en plantas. No tiene relevancia ecológica. Implica bacterias anaerobias facultativas. Aumenta la fertilidad del suelo.

5.1.8. (B4). Un cultivo de Rhizobium presenta una mutación que inactiva la ferredoxina. ¿Qué consecuencia tendría en la fijación de nitrógeno?. No se podrán transferir electrones a la nitrogenasa. Se acumulará NH4+ en el citoplasma. Se incrementará la producción de nitrato. La planta compensará produciendo ureasa. El proceso de fijación se detendría.

5.1.9. (B3). Para la eliminación eficiente del nitrógeno de aguas residuales (proveniente principalmente de NH4+ y urea) mediante el tratamiento biológico, el sistema debe llevar a cabo una serie de transformaciones microbianas secuenciales. ¿Qué procesos o requerimientos metabólicos son esenciales para la conversión final del nitrógeno contaminante en N2 gaseoso inerte?. Un estado inicial aeróbico que permita la oxidación del amonio a nitrato (nitrificación) a través de bacterias quimiolitotrofas. La necesidad de enzimas transaminasas para liberar el nitrógeno directamente en forma gaseosa. Una fase posterior en condiciones anóxicas donde el nitrato actúe como aceptor final de electrones para su reducción a N2 (desnitrificación). La activación de la glutamato deshidrogenasa (GDH) para canalizar el amonio a la síntesis de glutamato. Mantener el pH constantemente bajo (ácido) para inhibir la amonificación.

5.1.10. (B5). La aplicación masiva de fertilizantes nitrogenados sintéticos (NH4+) en la agricultura moderna ha alterado significativamente el ciclo del nitrógeno global. ¿Cuál(es) de las siguientes afirmaciones evalúa(n) correctamente el impacto ecológico de este exceso de nitrógeno antropogénico?. La fijación biológica de nitrógeno en la glutamina sintetasa se duplica para compensar el exceso de amonio en el suelo. El exceso de nitrato lixiviado (escorrentía) se evalúa como la causa principal de la eutrofización de cuerpos de agua, lo que lleva a la creación de zonas muertas anóxicas. El incremento de amonio en el suelo inhibe la nitrificación, deteniendo por completo la producción de nitrato y nitrilo. Se incrementan las emisiones de óxido nitroso, un gas de efecto invernadero potente. El impacto más severo es la sobreactivación de la glutamato deshidrogenasa en las plantas, volviéndolas tóxicas.

5.2.1. (B3). ¿Qué papel desempeña el ATP en la reacción de la glutamina sintetasa (GS), que hace de esta vía la preferida para la asimilación a bajas concentraciones de amonio?. El ATP actúa como inhibidor alostérico, lo que reduce la velocidad de reacción. La hidrólisis de ATP proporciona la energía libre (ΔG negativa) necesaria para impulsar la síntesis de glutamina, haciéndola irreversible. El ATP se consume para la fosforilación del NH4+ antes de la reacción. El ATP activa al glutamato creando el intermediario γglutamil fosfato, que aumenta la afinidad de la enzima por el NH4+. El ATP se regenera en la reacción de GS, haciéndola energéticamente favorable.

5.2.2. (B3). ¿Cuál de las siguientes afirmaciones refleja correctamente la importancia funcional del recambio proteico (turnover) en la economía celular?. Permite a la célula responder rápidamente a señales externas (hormonas o factores de crecimiento) mediante la eliminación selectiva de proteínas regulatorias. Es un proceso catabólico utilizado únicamente para obtener energía en condiciones de ayuno. Asegura un control de calidad constante, eliminando proteínas mal plegadas o dañadas que podrían formar agregados tóxicos. Es el principal mecanismo para la degradación de proteínas de la dieta en el intestino. Consume ADP y NADH como fuente de energía.

5.2.3. (B3). Si un animal presenta inhibición de la glutamina sintetasa, ¿qué metabolito se acumulará en el citosol?. Alanina. Glutamato. Oxalacetato. Amonio libre. Citrulina.

5.2.4. (B3). En el recambio proteico, ¿qué señal activa la ubiquitina ligasa?. Desnaturalización de la proteína. Elevada concentración de ATP. Secuencias PEST en la proteína. Baja concentración de oxígeno. Unión a ribosomas libres.

5.2.5. (B4). Una célula mutante carece de proteasoma funcional. ¿Qué consecuencias metabólicas esperarías?. Acumulación de proteínas ubiquitinadas. Aumento de aminoácidos libres. Alteraciones en el control del ciclo celular. Mejora en la degradación proteica mitocondrial. Disminución de la degradación regulada de proteínas.

5.2.6. (B3). Si una bacteria que utiliza el sistema GS-GOGAT se cultiva en un medio con alta concentración de amonio, ¿cuál de las siguientes enzimas vería su actividad disminuida como mecanismo de regulación alostérica?. Glutamato deshidrogenasa. Glutamato sintasa (GOGAT). Glutamina sintetasa (GS). Alanina Aminotransferasa. Carbamoil fosfato sintetasa I.

5.2.7. (B4). Si una proteína reguladora del ciclo celular presenta una mutación que elimina las secuencias PEST y, al mismo tiempo, las ubiquitina ligasas están sobreexpresadas, ¿qué consecuencia metabólica prevalecería en el control celular?. Degradación acelerada y muerte celular. Estabilización de la proteína y detención del ciclo celular. Estabilización de la proteína por falta de la señal de reconocimiento, llevando a una posible proliferación descontrolada. Acumulación de ubiquitina libre en el citosol. La proteína se degradaría igualmente en la mitocondria.

5.2.8. (B3). En una célula hepática en un estado de alta energía (ATP elevado) y baja concentración de NH4+, ¿qué ajuste regulatorio se espera ver en las enzimas glutamato deshidrogenasa (GDH) y glutamina sintetasa (GS)?. GDH se activa por ATP para iniciar el catabolismo de aminoácidos. GDH se inhibe por la alta carga energética (GTP o ATP) para conservar el glutamato. GS se hiperactiva por ATP para almacenar el glutamato como glutamina. Ambas enzimas se activan simultáneamente. GDH se activa para conservar el glutamato.

5.2.9. (B4). En un hepatocito periportal con una alta carga energética (elevado GTP y ATP) después de una comida rica en proteínas, ¿cómo se regularía la enzima glutamato deshidrogenasa (GDH) y cuál sería la principal ruta de eliminación del amonio (NH4+)?. La GDH se activa por el GTP y el glutamato se desamina en la mitocondria. La GDH se inhibe alostéricamente por el GTP para conservar el glutamato para otras vías biosintéticas. La GDH se activa por el ATP para canalizar el glutamato a la síntesis de glutamina. La GDH se inhibe por ADP, y el NH4+ se elimina mediante el sistema GS-GOGAT. La GDH no se regula en este estado; el exceso de glutamato se exporta.

5.2.10. (B3). El sistema GS-GOGAT y la glutamato deshidrogenasa (GDH) tienen diferentes eficiencias para asimilar NH4+. ¿Qué afirmación describe correctamente el contexto metabólico en el que cada vía es la preferida?. La GDH se prefiere cuando las concentraciones de NH4+ son bajas. La GDH se activa en estados de baja energía (ADP alto) para el catabolismo de aminoácidos, pero no para la asimilación. El sistema GS-GOGAT es metabólicamente más económico que la GDH. El sistema GSGOGAT es más eficiente a bajas concentraciones de NH4+ porque usa ATP para la activación del glutamato (alta afinidad). La GDH solo funciona en el músculo esquelético.

5.2.11. (B3). Tras la ingesta de una comida rica en proteínas, la mayoría de los aminoácidos liberados pasan al hígado. ¿Cuál es el destino metabólico dominante de estos AA recién absorbidos en el hepatocito?. La síntesis de glucosa vía gluconeogénesis es el destino primario. La mayor parte se utiliza inmediatamente para la síntesis de proteínas séricas y estructurales del propio hígado o para la distribución de aminoácidos a otros tejidos. El nitrógeno del exceso de aminoácidos se elimina inmediatamente a través del ciclo de la urea. Se almacenan en grandes cantidades en forma de glutamina en el citosol. Se utilizan para la síntesis de nucleótidos y bases nitrogenadas.

5.2.12. (B5). Se propone diseñar un fertilizante que inhiba selectivamente la nitrato Reductasa en las bacterias desnitrificantes. Evalué el impacto ecológico principal de esta estrategia. Aumentaría la concentración de nitrato (NO3−) en el suelo, lo que incrementaría su lixiviación a aguas subterráneas. Reduciría la cantidad de NH4+ disponible para las plantas. Disminuiría significativamente la emisión de óxidos de nitrógeno (N2O y NO) a la atmósfera, compuestos con alto impacto de efecto invernadero. Se bloquearía la fijación de nitrógeno (N2 a NH4+). Aumentaría la nitrificación en el suelo.

5.2.13. (B3). La glutamina es la molécula preferida para el transporte de nitrógeno a través de la barrera hematoencefálica y desde tejidos periféricos al hígado. ¿Qué características soportan este rol?. La glutamina es una molécula eléctricamente neutra a pH fisiológico. Contiene solo un grupo nitrogenado, por lo que su transporte es más sencillo. La glutamina es el aminoácido más abundante en el plasma. Contiene un segundo grupo amino (grupo amida) que encapsula el NH4+ tóxico de forma segura. Es un aminoácido cetogénico.

5.2.14. (B3). ¿Qué implicaciones funcionales tiene la localización nuclear y citosólica del proteasoma 26S en la regulación celular?. El proteasoma está siempre activo en ambos compartimentos sin regulación. Solo las proteínas citosólicas son susceptibles a la degradación por ubiquitina. Permite la degradación oportuna de factores de transcripción y otras proteínas reguladoras con vida media corta en el núcleo. Asegura el control de calidad y la regulación de la señalización citosólica mediante la degradación de proteínas clave (p. ej., NF−κB inhibitor). La actividad proteasomal se limita a la degradación de proteínas dañadas en la mitocondria.

5.2.15. (B3). En un estado de ayuno prolongado o en una dieta hiperproteica, la célula necesita degradar aminoácidos para obtener energía. ¿Qué se observa en la regulación alostérica de la glutamato deshidrogenasa (GDH) mitocondrial en estas condiciones?. La GDH se inhibe por la acumulación de ADP (baja energía). La GDH se activa por el GTP (alta energía). La GDH se activa por el ADP y la GDP, lo que indica un estado de baja carga energética y promueve la obtención de αcetoglutarato para el ciclo de Krebs. La GDH se inhibe por el NADH (producto) y el GTP (alta energía). Se promueve la síntesis de glutamina para el transporte.

5.2.16. (B4). Un microorganismo GSGOGAT mutante pierde la actividad de la glutamato Sintasa (GOGAT). Este defecto causa un problema de asimilación neta de nitrógeno. ¿Qué se perdería metabólicamente en la célula debido a este fallo?. El nitrógeno asimilado por la GS se conservaría en la glutamina y no podría ser transferido al α-cetoglutarato para formar glutamato (el esqueleto carbonado de asimilación). Se acumularía glutamato y NH4+ en el citosol. La glutamina se acumularía, provocando una inhibición por retroalimentación sobre la GS. Aumentaría la actividad de la glutamato deshidrogenasa para compensar. Se detendría el ciclo de Krebs por falta de α-cetoglutarato.

5.2.17. (B4). Analizando el mecanismo de ubiquitinación, ¿cuál es el rol energético y el propósito del enlace tioéster (Ub−E1 o Ub−E2) formado en el proceso?. El enlace tioéster es un enlace de alta energía que transfiere el grupo amino al sustrato. El enlace tioéster activa la ubiquitina haciéndola susceptible de ser transferida al sustrato por la E3. La formación del enlace tioéster requiere una enzima E4 adicional. La energía liberada por la hidrólisis del ATP por la E1 se conserva en el enlace tioéster para impulsar la posterior unión isopeptídica. El enlace tioéster se forma únicamente cuando la proteína sustrato está desnaturalizada.

5.2.18. (B4). Las secuencias PEST (ricas en prolina, glutamato, serina y treonina) y la regla del Nterminal son vías que inician la degradación proteica. ¿Qué señales moleculares son comunes en estas vías?. La unión de una única ubiquitina (monoubiquitinación). La fosforilación de un residuo de serina o treonina, que puede crear un sitio de reconocimiento para la E3 ligasa. La presencia de una metionina acetilada en el N-terminal. La presencia de secuencias intrínsecas de vida media corta, como el motivo PEST. El fallo del proteasoma19S.

5.2.19. (B4). La compartimentalización de las enzimas de asimilación y destoxificación en el hígado es crucial. ¿Qué papel desempeña la glutamina sintetasa (GS) perivenosa en el contexto de la GDH periportal?. La GS perivenosa es la principal ruta para la síntesis de glutamina para su exportación al riñón. Actúa como una enzima de 'rescate' o 'limpieza', capturando el NH4+ que haya escapado de los hepatocitos periportales para evitar que entre en la circulación sistémica (cerebral). Sintetiza glutamato a partir de glutamina para el ciclo de Krebs. Regula la actividad de la GDH mediante modificación covalente. Produce glutamato para el recambio proteico.

5.2.20. (B3). En la regulación del nitrógeno, los grupos amino de la mayoría de los aminoácidos son transferidos inicialmente al α-cetoglutarato mediante Transaminación. ¿Qué moléculas son transportadoras o aceptoras clave de este nitrógeno desde los tejidos periféricos al hígado?. Oxalacetato (aceptor inicial en la transaminación). Glutamato (primer aceptor directo de grupos amino). Glutamina (principal forma no tóxica de transporte desde la mayoría de los tejidos). Citrulina (intermediario del ciclo de la urea, no de transporte). Alanina (principal forma de transporte del grupo amino desde el músculo, vía el ciclo de glucosaalanina).

5.2.21. (B3). ¿Qué procesos dentro del sistema ubiquitina-proteasoma requieren el consumo directo de ATP a ADP y Pi y por qué?. El reconocimiento de las secuencias PEST por la E3 ligasa. La activación de la ubiquitina por la enzima E1 para formar un enlace tioéster. La subunidad 19S del proteasoma requiere ATP para desplegar la proteína sustrato y translocarla al núcleo catalítico. La transferencia de ubiquitina de E2 a E3. La proteólisis de los péptidos dentro del núcleo 20S.

5.2.22. (B3). ¿Qué hace único al mecanismo del proteasoma 26S respecto a otras proteasas (como las lisosomales o digestivas) para el control celular?. Es la única proteasa capaz de degradar proteínas pequeñas. Es altamente selectivo porque su actividad catalítica está condicionada al reconocimiento de la etiqueta de poliubiquitina. Su actividad catalítica es independiente de la energía (ATP). El proceso de degradación ocurre en una cámara protegida (el núcleo 20S), evitando la proteólisis indiscriminada en el citosol. Solo degrada proteínas que contienen aminoácidos cetogénicos.

5.2.23. (B6). Se ha identificado un inhibidor irreversible de la glutamina sintetasa (GS) en un cultivo celular. Diseñe una estrategia de rescate metabólico que permita a la célula seguir creciendo y sintetizando proteínas en presencia del inhibidor. Aumentar la concentración de NH4+ para forzar la GDH (glutamato deshidrogenasa) en el sentido de asimilación. Bloquear la actividad del proteasoma para evitar la degradación proteica. Suplementar con glutamina exógena, ya que es esencial para la síntesis de purinas y otros compuestos nitrogenados. Suplementación con todos los aminoácidos no esenciales que se sintetizan a partir de la glutamina (p. ej., asparagina). Activar el ciclo de la urea para eliminar el inhibidor.

5.2.24. (B5). Un nuevo fármaco contra el cáncer actúa bloqueando la degradación proteosomal de las proteínas reguladoras (e.g., p53 o ciclinas) que inducen apoptosis. Evalué el riesgo metabólico principal y el efecto de este mecanismo. El riesgo es una toxicidad sistémica debida a la acumulación de proteínas ubiquitinadas en células sanas. El efecto deseado es la estabilización de la proteína p53, lo que lleva al arresto del ciclo celular y la apoptosis en las células cancerosas. Bloquearía el ciclo de la urea por falta de aminoácidos. El fármaco solo funciona si la célula estaˊ en alto estado energético (ATP alto). El riesgo es la inhibición inespecífica de la degradación de proteínas esenciales para otras funciones celulares y de control de calidad.

5.3.1. (B2). ¿Cuáles son los aminoácidos centrales implicados en el transporte y eliminación del amoníaco en los mamíferos?. Aspartato en la eliminación. Fenilalanina procedente del cerebro. Alanina procedente del músculo. Ácido úrico. Glutamina procedente del resto de tejidos.

5.3.2. (B2). En el proceso de eliminación del nitrógeno, ¿qué reacción ocurre en la mitocondria del hepatocito?. Transaminación de la glutamina. Desaminación oxidativa del glutamato. Descarboxilación de la alanina. Unión del oxalacetato al aspartato. Escisión de la ornitina.

5.3.3. (B2). En la transaminación, el grupo amino se transfiere a…. Urea. Un α-cetoácido. Una base púrica. El α-cetoglutarato. NADPH.

5.3.4. (B3). Una mutación en la glutamato deshidrogenasa mitocondrial provocará…. Disminución de la desaminación oxidativa. Acumulación de oxalacetato. Acumulación de glutamato. Excreción excesiva de amoníaco. Inhibición de la glicólisis.

5.3.5. (B2). ¿Qué aminoácido se descarboxila para producir el neurotransmisor GABA?. Serina. Glutamato. Histidina. Glicina. Aspartato (como excitador alternativo).

5.3.6. (B4). En un hígado con mutación que reduce el NAD+ mitocondrial, ¿qué efecto tendría sobre la eliminación de nitrógeno?. Se reduce la desaminación oxidativa. La transaminación se mantiene activa. Se acumula amonio en sangre. Se intensifica el ciclo de la urea. Se incrementa la síntesis de glutamina.

5.3.7. (B3). La serina y la treonina son dos de los pocos aminoácidos que pueden ser desaminados directamente (sin transaminación previa) para liberar amonio. ¿Qué afirmaciones analizan correctamente el mecanismo de esta reacción de deshidratación-desaminación?. La serina se convierte directamente a oxalacetato y amonio por la acción de la serina deshidratasa. La reacción es un ejemplo de desaminación oxidativa que requiere NAD+. La reacción es una desaminación hidrolítica que convierte la serina en piruvato y NH4+. La reacción requiere fosfato de piridoxal (PLP) como coenzima. Se trata de un proceso citosólico, al igual que la transaminación.

5.4.1. (B1). Señale el/los aminoácido(s) cetogénico(s). Alanina. Leucina. Lisina. Aspartato. Glicina.

5.4.2. (B2). ¿Qué aminoácidos producen tanto glucosa como cuerpos cetónicos?. Isoleucina. Fenilalanina. Leucina. Triptófano. Glicina.

5.4.3. (B3). En una dieta cetogénica, ¿qué aminoácidos se emplearán preferentemente?. Leucina y lisina. Glutamina y aspartato. Alanina y glicina. Fenilalanina y tirosina. Valina.

5.4.4. (B4). Un paciente con deficiencia en fenilalanina hidroxilasa, ¿qué alteraciones presenta en su metabolismo nitrogenado?. Acumulación de fenilalanina. Formación no controlada de tirosina. Posible fenilcetonuria. Mejora de la degradación de glicina. Disminución de leucina.

5.4.5. (B3). La valina se considera…. Aminoácido cetogénico puro. Aminoácido glucogénico. Aminoácido aromático. Precursor de succinil-CoA. Aminoácido no proteinogénico.

5.4.6. (B2). ¿Cuál es el esqueleto carbonado intermedio inmediato generado tras la desaminación de la alanina, que la clasifica como aminoácido glucogénico?. Oxalacetato. Glutamato. Acetil-CoA. Piruvato. α-cetoglutarato.

5.4.7. (B3). La enfermedad de la orina con olor a jarabe de arce (MSUD) se debe a un déficit en el complejo αcetoácido deshidrogenasa de cadena ramificada. ¿Qué consecuencias metabólicas se esperarían en el paciente?. Acumulación de alanina y serina. Acumulación de leucina, isoleucina y valina (aminoácidos de cadena ramificada). Acumulación de citrulina en el hígado. Acumulación de sus cetoácidos derivados que son neurotóxicos. Inhibición del ciclo de la urea.

5.5.1. (B1). ¿Dónde se localiza la primera reacción del ciclo de la urea (carbamoil fosfato sintetasa I)?. Citoplasma. Matriz mitocondrial. Retículo endoplásmico. Núcleo. Aparato de Golgi.

5.5.2. (B2). ¿Qué molécula activa alostéricamente la carbamoil fosfato sintetasa I?. Urea. ATP. N-acetilglutamato. Fumarato. Aspartato.

5.5.3. (B3). Un paciente con déficit de argininosuccinato liasa presentará…. Acumulación de argininosuccinato. Disminución de citrulina. Exceso de ornitina. Hiperamonemia. Acumulación de glutamato.

5.5.4. (B4). ¿Qué efecto tendría la inhibición de la N-acetilglutamato sintasa en el ciclo de la urea?. Incremento de fumarato. Disminución de la activación de carbamoil fosfato sintetasa I. Aumento de la síntesis de arginina. Acumulación de amonio en sangre. Disminución de succinil-CoA.

5.5.5. (B3). ¿Qué molécula conecta el ciclo de la urea con el de Krebs?. Fumarato. NADH. Urea. Arginina. Aspartato.

5.5.6. (B6). Diseñe la estrategia terapéutica combinada más efectiva para manejar la crisis de hiperamonemia aguda en un neonato con un defecto genético severo en el ciclo de la urea (p. ej., déficit de OTC) , priorizando la destoxificación inmediata del amonio. Administrar dosis elevadas del activador Nacetilglutamato (NAG) para forzar la activación de la CPS restante. Mantener una dieta hiperproteica para proporcionar esqueletos carbonados y NH4+ para el ciclo de Krebs, y suplementar con ATP. Aplicar una dieta hipoproteica estricta junto con la administración de agentes "scavenger" (p. ej, fenilbutirato) para excretar nitrógeno en vías secundarias y suplementar con raginina/citrulina (según el defecto). Promover el shunt del carbamoil fosfato hacia la síntesis de pirimidinas para eliminar el NH4+ a través de la aciduria orótica. Administrar inhibidores de la glutamina sintetasa para evitar que los tejidos periféricos envíen glutamina (portadora de nitrógeno).

5.5.7. (B3). El ciclo de la urea se considera un proceso anaplerótico/cataplerótico que se solapa con el ciclo de Krebs. ¿Qué rol metabólico desempeña el aspartato en el ciclo de la urea y cuál es el destino de su esqueleto carbonado?. El aspartato aporta el amonio libre a la carbamoil fosfato sintetasa (CPSI). Dona el segundo grupo amino para formar Argininosuccinato. Se regenera a partir de ornitina en el citosol. Su esqueleto carbonado se libera como fumarato al citosol, que puede reingresar al ciclo de Krebs. Es el producto de la hidrólisis de la arginina.

5.5.8. (B4). Un paciente pediátrico presenta una deficiencia en la enzima ornitina transcarbamoilasa (OTC) , la enzima más común en los defectos del ciclo de la urea. ¿Qué consecuencias metabólicas y moleculares son esperadas debido a este bloqueo?. La arginina se acumula en la mitocondria e inhibe la N-acetilglutamato sintasa. La hiperamonemia es inevitable, ya que se bloquea el principal punto de consumo de NH4+ unido al carbamoil fosfato. La ornitina se acumula y se desvía a la síntesis de glutamato. El carbamoil fosfato producido se acumula en la matriz mitocondrial y se desvía al citosol para la síntesis de pirimidinas, causando aciduria orótica. El aspartato no puede ser sintetizado, deteniendo el aporte del segundo amino.

5.5.9. (B5). El ciclo de la urea es termodinámicamente favorable, pero requiere la hidrólisis de 4 enlaces de alta energía por molécula de urea sintetizada. Evalúe qué condiciones metabólicas justifican la activación de esta ruta, priorizando la detoxificación sobre la conservación de energía. La detección de un exceso de los precursores glutamato y arginina, ya que la arginina es un activador alostérico clave de la N-acetilglutamato sintasa (NAGS) que inicia el ciclo. Una baja carga energética (alto ADP/AMP), que indica la necesidad de conservar ATP. Un estado de hiperamonemia severa causada por la desaminación oxidativa de glutamato, obligando a la destoxificación como prioridad fisiológica absoluta. Concentración elevada de malato en el citosol para impulsar el ciclo de Krebs. La inhibición de la glutaminasa para preservar la glutamina en la sangre.

5.5.10. (B2). ¿Qué molécula dona el segundo grupo amino que se incorpora directamente al esqueleto del ciclo de la urea en el citosol?. Glutamato. Glutamina. Carbamoil fosfato. Arginina. Aspartato.

5.5.11. (B6). Diseñe el tratamiento terapéutico más adecuado para un paciente con déficit severo de argininosuccinato liasa (ASL), que priorice tanto la detoxificación del amonio como la suplementación de aminoácidos esenciales. Administrar fenilbutirato junto con una dieta hiperproteica. Administrar arginina para compensar su déficit (que se convierte en un aminoácido esencial). Administrar Nacetilglutamato (NAG) para activar la carbamoil fosfato sintetasaI (CPS I). Utilizar agentes "scavenger" para excretar el nitrógeno en rutas alternativas y controlar la hiperamonemia. Administrar grandes dosis de aspartato.

5.6.1. (B2). En relación con la degradación de aminoácidos en humanos: Se elimina toda la molécula en un único paso. Se acumula el exceso de nitrógeno. El esqueleto de carbono se reutiliza. Tiene relación directa con la síntesis de urea. El nitrógeno y el esqueleto de carbonos siguen rutas diferentes pero conectadas.

5.6.2. (B1). Los aminoácidos que se pueden utilizar para la síntesis de glucosa se denominan glucogénicos. ¿Cuáles son?. Todos. Ninguno. Sólo la alanina. Sólo los aromáticos. Los 18 aminoácidos que generan piruvato o algún intermediario del ciclo de Krebs.

5.6.3. (B2). ¿En qué situaciones metabólicas se da el catabolismo de los aminoácidos?. Nunca, los aminoácidos siempre se reutilizan. Durante el ayuno prolongado, para obtener energía y precursores a partir de la proteína muscular. En una dieta fundamentalmente proteica. Con una dieta normal, tras la ingesta de una gran cantidad de alimentos ricos en proteínas. Con una dieta cetogénica y rica en proteínas.

5.6.4. (B1). Aminoácido precursor de serotonina: Triptófano. Tirosina. Glicina. Prolina. Alanina.

5.6.5. (B2). Aminoácido precursor de catecolaminas: Glicina. Tirosina. Fenilalanina. Valina. Alanina.

5.6.6. (B3). Una dieta deficiente en lisina afecta a…. La síntesis de purinas. La síntesis de colágeno. La producción de NADPH. La estabilidad estructural de proteínas fibrosas. La síntesis de creatina.

5.6.7. (B3). En una deficiencia de metionina, ¿qué metabolito disminuirá?. S-adenosilmetionina (SAM). Cisteína. Carnitina. GABA. Poliaminas.

5.6.8. (B4). Una mutación en la enzima serina hidroximetiltransferasa repercute directamente en…. La síntesis de nucleótidos (por falta de unidades de un carbono). La síntesis de urea. La disponibilidad de glicina. El ciclo del glioxilato. La síntesis de catecolaminas.

5.6.9. (B1). ¿Qué aminoácidos no esenciales de la familia del oxalacetato se sintetizan directamente a partir de la reacción de transaminación con el glutamato?. Serina. Glicina. Aspartato. Prolina. Alanina.

5.6.10. (B3). El ácido folico (vitamina B9) actúa como dador/aceptor de unidades de un carbono en forma de tetrahidrofolato (THF). ¿Qué procesos metabólicos se verían directamente afectados por una deficiencia de ácido fólico?. Biosíntesis de urea. Síntesis de carnitina. Biosíntesis de metionina a partir de homocisteína. Biosíntesis de dTMP (timina) a partir de dUMP. Biosíntesis de nucleótidos de purina.

5.6.11. (B2). ¿Qué molécula es el precursor inmediato de los átomos de nitrógeno y carbono que se incorporan a las porfirinas y, finalmente, al grupo hemo?. Glutamato. Valina. Triptófano. Glicina. Ornitina.

5.7.1. (B1). ¿Cuáles son los compuestos que utilizan los animales para excretar el N?. Urea, ácido úrico y amoníaco. Urea, ácido úrico y glucosa. Los nucleótidos. El N no se elimina nunca, siempre se recicla. Todas son ciertas.

5.7.2. (B3). El ciclo de la urea y el ciclo de Krebs…. Se utilizan para sintetizar glucosa a partir de los aminoácidos cetogénicos. Tienen lugar íntegramente en el citosol. Se pueden conectar de forma que se reduce el gasto energético de la eliminación del nitrógeno. Están conectados a través del fumarato y oxaloacetato. Siempre funcionan simultáneamente para obtener energía y captar nitrógeno.

5.7.3. (B1). ¿Cuál es el objetivo del ciclo de la urea?. Eliminar el exceso de amoníaco. Transportar el amoníaco por la sangre. Transportar aminoácidos. Obtener energía a partir de moléculas sencillas. Almacenar el amoníaco en los riñones.

5.7.4. (B1). ¿Cuál es el producto final de la degradación de purinas en humanos?. Ácido úrico. Amoníaco. Urea. Xantina. Hipoxantina.

5.7.5. (B2). La inhibición de la xantina oxidasa provoca…. Aumento de ácido úrico. Acumulación de hipoxantina. Acumulación de alopurinol. Acumulación de xantina. Aumento de nitratos.

5.7.6. (B3). La enfermedad de la gota se asocia con…. Elevados niveles de ácido úrico. Excreción excesiva de urea. Depósitos de cristales en articulaciones. Deficiencia de aspartato. Disminución de ornitina.

5.7.7. (B4). En pacientes con déficit de la enzima HGPRT, ¿qué ocurre?. Se reduce la vía de salvamento de purinas. Disminuye la degradación de pirimidinas. Se acumula hipoxantina y guanina. Aparece síndrome de Lesch-Nyhan. Mejora la síntesis de nucleótidos.

5.7.8. (B5). ¿Por qué la inhibición de inosina monofosfato (IMP) deshidrogenasa puede usarse como terapia inmunosupresora?. Porque reduce la síntesis de GMP, esencial para proliferación linfocitaria. Aumenta la degradación de pirimidinas. Incrementa la disponibilidad de ácido fólico. Bloquea la síntesis de ADN en células inmunes. Mejora la síntesis de proteínas musculares.

5.7.9. (B1). ¿Qué compuesto aporta el segundo átomo de nitrógeno esencial a la molécula de inosina monofosfato (IMP) (nucleótidos de purina central)?. Glutamina. Aspartato. Glicina. Amonio libre. Urea.

5.7.10. (B4). En la síntesis de novo de purinas, el paso comprometido es la reacción catalizada por la PRPP glutamina amidotransferasa. ¿Qué factores analizan correctamente la regulación de esta enzima?. Se activa por altos niveles de glutamato. Se activa por ATP para garantizar la energía de la síntesis. Se inhibe por retroalimentación al unirse a altas concentraciones de los productos finales (AMP y GMP). Es activada alostéricamente por su sustrato, el PRPP (fosforribosil pirofosfato). Se inhibe irreversiblemente por alopurinol.

5.7.11. (B5). El alopurinol es el fármaco estándar para el tratamiento de la gota. ¿Cuál es la principal justificación metabólica de su uso?. Activa el reciclaje de purinas en la vía de salvamento. Aumenta la excreción renal de ácido úrico. Inhibe la xantina oxidasa, reduciendo la producción de ácido úrico a partir de hipoxantina y xantina. Bloquea la síntesis de novo de purinas. Inhibe la síntesis de PRPP.

5.8.1. (B2). En relación a la síntesis de aminoácidos en células humanas: El alfa-cetoglutarato y el piruvato son precursores. La síntesis de aminoácidos es muy cara energéticamente y se favorece el reciclaje de estos y la obtención por la dieta. Como excepción, la síntesis de aminoácidos no consume energía. Sólo se pueden sintetizar los más sencillos; el resto son esenciales. Se pueden sintetizar todos los que necesiten en cada momento.

5.8.2. (B2). Los aminoácidos proteinogénicos son aquellos que se encuentran en la secuencia de las proteínas. ¿Tienen alguna función además de esta?. Sí, son precursores de lípidos de membrana. Sí, son precursores de otros compuestos importantes, como porfirinas, neurotransmisores y nucleótidos. Sí, a través de la glicina y arginina se forma la creatina y posteriormente la fosfocreatina. Sí, glutamato, cisteína y glicina forman el péptido antioxidante más importante GSH. Sí, en situación de ayuno pueden generar ácidos grasos para reserva.

5.8.3. (B1). ¿Las células humanas pueden sintetizar todos los aminoácidos proteinogénicos?. No pueden sintetizar ningún aminoácido, todos deben ser ingeridos en la dieta. No, sólo los esenciales. Sí, si tienen energía suficiente. Sólo se pueden sintetizar los más sencillos; el resto son esenciales. Todas las respuestas anteriores son ciertas.

5.8.4. (B1). Señale el(los) precursor(es) inmediato(s) del carbamoilfosfato en la síntesis de pirimidinas. Urea. Amonio y CO2. Glicina. Glutamina. Oxalacetato.

5.8.5. (B2). La orotato fosforribosil transferasa participa en la…. Biosíntesis de purinas. Síntesis de UMP. Degradación de pirimidinas. Síntesis de carbamoilfosfato. Conversión de orotato en OMP.

5.8.6. (B3). Una deficiencia de orotato fosforribosil transferasa produce…. Acumulación de orotato. Disminución de urea. Exceso de GMP. Anemia megaloblástica. Aumento de carbamoilfosfato.

5.8.7. (B3). El fármaco 5-fluorouracilo actúa inhibiendo la…. Adenilato sintasa. Timidilato sintasa. La síntesis de dTMP. IMP deshidrogenasa. Producción de dTTP.

5.8.8. (B4). ¿Qué efecto tendría una inhibición selectiva de la carbamoilfosfato sintetasa II?. No se afectaría la síntesis de nucleótidos. Se reduciría la síntesis de pirimidinas. Se incrementaría la síntesis de purinas. Se bloquearía la formación de carbamoilfosfato citosólico. Aumentaría la síntesis de ácido úrico.

5.8.9. (B2). ¿Qué enzima cataliza el paso comprometido en la síntesis de novo de pirimidinas en las células animales?. Carbamoil fosfato sintetasaI. Orotato fosforribosil transferasa. Carbamoil fosfato sintetasaII (CPS II). PRPP glutamina amidotransferasa. Aspartato transcarbamoilasa (ATCasa).

5.8.10. (B4). El carbamoil fosfato (CP) es un metabolito central que se produce en dos localizaciones y rutas distintas en la célula animal. ¿Qué afirmaciones analizan correctamente el origen y el destino del CP?. El CP producido en el citosol alimenta el ciclo de la urea. El CP mitocondrial (CPS I) es el único origen del nitrógeno para el ciclo de la urea. El CP citosólico (CPS II) se sintetiza a partir de glutamina y CO2 para la síntesis de pirimidinas. El CP citosólico es inhibido alostéricamente por N-acetilglutamato. El déficit de ornitina transcarbamoilasa desvía el CP mitocondrial al citosol para síntesis de pirimidinas.

5.9.1. (B2). Los aminoácidos proteinogénicos son aquellos que se encuentran en la secuencia de las proteínas. ¿Tienen alguna función además de esta?. Sí, también son precursores de otros compuestos importantes, como porfirinas, neurotransmisores y lípidos de membrana. Sí, también son precursores de otros compuestos importantes, como porfirinas, neurotransmisores y nucleótidos. No, los aminoácidos sólo forman las proteínas y éstas sintetizan cualquier compuesto que la célula necesite. No, aunque en situaciones de estrés pueden transformarse en ácido palmítico. Sí, en situación de ayuno pueden generar ácidos grasos para reserva.

5.9.2. (B1). ¿Cuáles son los precursores de la síntesis de novo de las pirimidinas?. Aspartato, carbamoilfosfato y fosforribosil pirofosfato. Aspartato, urea y amoníaco. Alanina, adenosina y amonio. Glucosa, carbamoilfosfato y pirofosfato. Glucosa y galactosa.

5.9.3. (B1). La ribonucleótido reductasa convierte…. NDP en dNDP. NTP en dNTP. NMP en NDP. Ribonucleótidos en desoxirribonucleótidos. ATP en dATP.

5.9.4. (B2). ¿Qué cofactores necesita la ribonucleótido reductasa?. NADH. Tiorredoxina. Glutatión. Biotina. NADPH como fuente indirecta.

5.9.5. (B3). ¿Cómo regula el dATP a la ribonucleótido reductasa?. La inhibe por retroalimentación. Estimula la síntesis de pirimidinas. Evita la reducción excesiva de ribonucleótidos. Disminuye la síntesis de GTP. Bloquea la síntesis de desoxirribonucleótidos.

5.9.6. (B4). En un paciente con déficit de adenosina desaminasa (ADA) , ¿qué ocurre con los linfocitos?. Acumulan dATP, inhibiendo la ribonucleótido reductasa. Sufren inmunodeficiencia grave combinada (SCID). Aumentan la síntesis de purinas. Mejoran la síntesis de pirimidinas. Se reduce la proliferación celular.

5.9.7. (B5). ¿Por qué los inhibidores de la ribonucleótido reductasa se emplean en quimioterapia?. Porque bloquean la síntesis de ADN en células proliferativas. Mejoran la síntesis de proteínas. Detienen la progresión del ciclo celular. Reducen la degradación de purinas. Incrementan la producción de ATP.

5.9.8. (B3). La enzima ribonucleótido reductasa (RNR) es esencial para la síntesis de ADN al convertir los ribonucleótidos (NDP) en desoxirribonucleótidos (dNDP). ¿Qué afirmaciones describen correctamente su mecanismo y regulación?. Su actividad requiere la reducción de un grupo sulfhidrilo mediante la tiorredoxina o glutarredoxina para regenerar el sitio activo tras cada ciclo catalítico. Utiliza NADPH como poder reductor directo para la conversión de ribosa a desoxirribosa. Su actividad se regula por un sitio alostérico primario, el sitio de actividad, que se une a ATP (activación) o dATP (inhibición). Es la única enzima de la ruta que se encuentra activa únicamente durante la fase G1 del ciclo celular. Convierte dUDP en dUMP y luego en dTMP.

5.9.9. (B4). La síntesis del desoxirribonucleótido de timina (dTMP) es un punto clave de control en el metabolismo de nucleótidos. Si la enzima timidilato sintasa (TS) o su coenzima esencial (metilentetrahidrofolato) se bloquean mediante un agente quimioterapéutico, ¿qué consecuencia metabólica se espera a nivel celular?. Acumulación de dTMP debido a la falta de dUTP como sustrato. La RNR detiene completamente la síntesis de todos los dNDP debido a la inhibición por retroalimentación. Aumento de la síntesis de purinas para compensar la falta de timina. Bloqueo de la síntesis de dTMP y consecuentemente, una incorporación de dUTP en el ADN (en lugar de dTTP), lo que desencadena ciclos de reparación que agotan los recursos celulares. Se promueve la desaminación de dUTP para formar dTMP.