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Fosforilación
Oxidativa
Antonio E. Serrano PhD. MT.
Cátedra de Bioquímica - 2012
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Sumario
• Oxido reducción
• Generelidades
• Reacciones Redox Biológicas
• Foforilación Oxidativa
• Transferencia de electrones
• Cadena respiratoria
• Enlace con el Ciclo de Krebs
• Gradiente de Protones y
síntesis de ATP
Conceptos generales
• Reacciones de
transferencia
electrónica, son
reacciones de
oxidación reducción:
• Pérdida de e
• por una especie química
reducida (que se oxida)
• Ganancia de e
• por una especie química
oxidada (que se reduce)
Etapas del catabolismo
• 1. La fuente de e-
• Son compuestos reducidos (ej: glucosa, ac.grasos)
• 2. Reacciones de oxidación: los e-
• Pasan de distintos intermediarios
• Metabólicos a transportadores electrónicos con liberación de
energía
• 3. Transporte de e-
• al O2
• Aceptor final: acoplado a síntesis de ATP
• Fosforilación oxidativa
Etapas del Metabolismo
Reacciones Redox Biológicas
• Oxidación: Pérdida de e
• Reducción: Ganancia de e
• Oxidación y reducción se
producen
simultáneamente: el e que
pierde la molécula oxidada
se capta por otra que se
reduce.
Reacciones Redox Biológicas
• En los sistemas
biológicos
frecuentemente la
transferencia de un e
se produce unida a la
transferencia de un
protón (átomo de H)
H+ + e
• Oxidación = pérdida de
átomos de H
(deshidrogenación)
• Reducción = ganancia
de átomos de H
• Los e tambien se
pueden transferir en
forma de ión hidruro
(:H-), que incluye 2 e+
H+
• Un e transferido en
cualquiera de esas
formas se denomina
equivalente de
reducción
Estados de Oxidación del
Carbono
Fosforilación Oxidativa
• La fosforilación oxidativa
es el proceso en el que
se forma ATP como
resultado de la
transferencia de
electrones desde el
NADH o FADH2 aO2 por
una serie de
transportadores de
electrones
• Genera 26 de las 30
moléculas de ATP de la
oxidación completa de la
glucosa a CO2 y H2O
Resumen
• La fosforilación oxidativa es la culminación de una serie de
transformaciones de la energía, llamado respiración celular
• 1 º, los combustibles de carbono se oxida en el ciclo del ácido cítrico
para producir electrones con potencial de transferencia de alta
• A continuación, esta fuerza motriz de electrones se convierte en una
fuerza protón-motriz
• Por último, la fuerza protón-motriz se convierte en fosforilación
• 3 electrones impulsados ​​por bombas de protones:
• NADH-Q oxidorreductasa,
• Q-citocromo c oxidorreductasa
• Citocromo c oxidasa
• Contienen centros de oxidación-reducción : quinonas, flavinas,
hierro-azufre y hemes e iones de cobre.
• La fase final se lleva a cabo por la ATP sintasa, impulsado por el flujo
de protones de nuevo en la matriz mitocondrial
Oxidative decarboxilation
of pyruvate, & citric acid
cycle take place in matrix,
along with fatty acid oxidation
Site of oxidative phosphorylation
Permeable
Mitocondria
8 high-energy
electrons from
carbon fuels
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O2 to generate a
proton gradient
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from proton
gradient
Respiración Celular
La Escencia del la fosforilación
Oxidativa
Oxidation & ATP synthesis are coupled by
transmembrane proton flux
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Cadena Respiratoria
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Estructura de NADH-Q
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reduce Q in the membrane
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Curso Bioquímica 18-Fosforilación Oxidativa

  • 1. Fosforilación Oxidativa Antonio E. Serrano PhD. MT. Cátedra de Bioquímica - 2012 @xideral xideral.com
  • 2. Sumario • Oxido reducción • Generelidades • Reacciones Redox Biológicas • Foforilación Oxidativa • Transferencia de electrones • Cadena respiratoria • Enlace con el Ciclo de Krebs • Gradiente de Protones y síntesis de ATP
  • 3. Conceptos generales • Reacciones de transferencia electrónica, son reacciones de oxidación reducción: • Pérdida de e • por una especie química reducida (que se oxida) • Ganancia de e • por una especie química oxidada (que se reduce)
  • 4. Etapas del catabolismo • 1. La fuente de e- • Son compuestos reducidos (ej: glucosa, ac.grasos) • 2. Reacciones de oxidación: los e- • Pasan de distintos intermediarios • Metabólicos a transportadores electrónicos con liberación de energía • 3. Transporte de e- • al O2 • Aceptor final: acoplado a síntesis de ATP • Fosforilación oxidativa
  • 6. Reacciones Redox Biológicas • Oxidación: Pérdida de e • Reducción: Ganancia de e • Oxidación y reducción se producen simultáneamente: el e que pierde la molécula oxidada se capta por otra que se reduce.
  • 7. Reacciones Redox Biológicas • En los sistemas biológicos frecuentemente la transferencia de un e se produce unida a la transferencia de un protón (átomo de H) H+ + e • Oxidación = pérdida de átomos de H (deshidrogenación) • Reducción = ganancia de átomos de H • Los e tambien se pueden transferir en forma de ión hidruro (:H-), que incluye 2 e+ H+ • Un e transferido en cualquiera de esas formas se denomina equivalente de reducción
  • 8. Estados de Oxidación del Carbono
  • 9. Fosforilación Oxidativa • La fosforilación oxidativa es el proceso en el que se forma ATP como resultado de la transferencia de electrones desde el NADH o FADH2 aO2 por una serie de transportadores de electrones • Genera 26 de las 30 moléculas de ATP de la oxidación completa de la glucosa a CO2 y H2O
  • 10. Resumen • La fosforilación oxidativa es la culminación de una serie de transformaciones de la energía, llamado respiración celular • 1 º, los combustibles de carbono se oxida en el ciclo del ácido cítrico para producir electrones con potencial de transferencia de alta • A continuación, esta fuerza motriz de electrones se convierte en una fuerza protón-motriz • Por último, la fuerza protón-motriz se convierte en fosforilación • 3 electrones impulsados ​​por bombas de protones: • NADH-Q oxidorreductasa, • Q-citocromo c oxidorreductasa • Citocromo c oxidasa • Contienen centros de oxidación-reducción : quinonas, flavinas, hierro-azufre y hemes e iones de cobre. • La fase final se lleva a cabo por la ATP sintasa, impulsado por el flujo de protones de nuevo en la matriz mitocondrial
  • 11. Oxidative decarboxilation of pyruvate, & citric acid cycle take place in matrix, along with fatty acid oxidation Site of oxidative phosphorylation Permeable Mitocondria
  • 12. 8 high-energy electrons from carbon fuels Electrons reduce O2 to generate a proton gradient ATP synthesized from proton gradient Respiración Celular
  • 13. La Escencia del la fosforilación Oxidativa Oxidation & ATP synthesis are coupled by transmembrane proton flux
  • 15. Secuencia de Transportadores de Electrones Complex I proton pump Complex II, does not pump protons Complex III proton pump Complex IV proton pump Coenzyme Q electron shuttle Cytochrome c electron shuttle
  • 19. Estructura de NADH-Q oxidoreductasa 19 EM at moderate resolution Matrix side Consists of at least 34 polypeptide chains NADH is oxidized in the arm, & electrons are transferred to reduce Q in the membrane
  • 20. Reacciones de transferencia de electron-proton acopladas Reduction of Q can result in the uptake of 2 protons
  • 24. Rotación del Protón a través del canal
  • 27. La gradiente de protones es una forma interconvertible de energía libre