TRANSPORTE DE                   ELECTRONES Y                  FOSFORILACION                     OXIDATIVA               CA...
20.1 TRANSPORTE DE ELECTRONES    Serie de reacciones de oxidación-reducción a     través de las cuales los electrones der...
20.2 Potenciales de reducción   Reacciones de oxidación-reducción    • Oxidación: pierde electrones, el compuesto        ...
Potenciales de oxidación-reducción   Potencial de reducción actual: E’        • Mayor el potencial mayor capacidad para  ...
Formas de transferir        electrones   Transferencia directa:    • Reducción de Fe3+ a Fe2+   Transferencia como átomo...
Portadores de electrones   NADH    • Nucleótido de adenina y nicotinamida        enlazado a dehidrogenasa.    •   Remueve...
Portadores de electrones   Flavoproteínas    • Contienen un nucleótido de flavina enlazado        covalentemente (FAD o F...
Portadores de electrones   Ubiquinona o Coenzima Q    • Está enlazado a la membrana.    • Es liposoluble.    • Puede acep...
Portadores de electrones   Citocromos    • Grupo heme que contiene hierro.    • Tipos: a, b y c.    • Hierro estado reduc...
Portadores de electrones   Proteínas que contienen hierro y azufre:    • El hierro está asociado a iones de azufre o a   ...
20.3 Complejos de transporte de    electrones    Complejo I: NADH-CoQ    oxidoreductasa   Transfiere electrones de NADH a...
Complejo II: Succinato-CoQ    oxidoreductasa   Transfiere electrones de succinato, el cual    es oxidado para producir fu...
Complejo III: oxidoreductasa de    citocromo (CoQH2-citocromo c    oxidoreductasa)   Cataliza la oxidación de la coenzima...
Complejo IV: oxidasa decitocromo c   Cataliza la transferencia de electrones de    citocromo c a oxígeno.                ...
Resumen   EL SISTEMA DE TRANSPORTE DE    ELECTRONES CONSISTE DE    CUATRO COMPLEJOS    MULTIENZIMATICOS ENLAZADOS A    LA...
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20.4 FOSFORILACION OXIDATIVA YTRANSPORTE DE ELECTRONES   Parte de la energía liberada en las    reacciones de oxidación d...
DESACOPLADORES   Inhiben fosforilación de ADP.   Oxígeno se reduce para dar agua pero    ATP no se produce. Si se remuev...
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RAZON DE P/O   Bajo condiciones optimas se añaden    tres moléculas de fosfato, por lo tanto    tres ATP son sintetizados...
20.5 MECANISMO DEACOPLAMIENTO   Diferencia en concentración de protones entre    el espacio intermembranal y la matriz de...
MECANISMO DEACOPLAMIENTO   Peter Mitchell 1961 respaldo el    mecanismo de acoplamiento    quimosmótico. Ocurre:    • Sis...
20.6 Presencia de inhibidores                                23
20.7 Mecanismo de transporte   Transporte glicerol fosfatado    • Enzima dependiente de FAD.    • Oxidación fosfato de gl...
Mecanismo de transporte   Malato-Aspartato    • Malato atraviesa membrana pero OAA no.    • Produce NADH dentro de la mit...
20.8 Producción de energía   ATPs que se producen por la oxidación    de la molécula de glucosa:    • 30 ó 32            ...
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Cap20 transporte de electrones y fosforilacion oxidativa

  1. 1. TRANSPORTE DE ELECTRONES Y FOSFORILACION OXIDATIVA CAPITULO 20INTRODUCCION Metabolismo aeróbico es una forma eficiente de extraer energía de los nutrientes. Este proceso incluye la conversión de piruvato a acetil CoA, el ciclo de ácido cítrico y fosforilación oxidativa. Ocurre: en la mitocondria 1
  2. 2. 20.1 TRANSPORTE DE ELECTRONES  Serie de reacciones de oxidación-reducción a través de las cuales los electrones derivados de la oxidación de nutrientes son transportados a oxígeno.  Ocurre en la membrana interna de la mitocondria.  Moléculas que transfieren los electrones: NADH y FADH2 (coenzimas reducidas las cuales son oxidadas). 2
  3. 3. 20.2 Potenciales de reducción Reacciones de oxidación-reducción • Oxidación: pierde electrones, el compuesto se oxida y es un agente reductor. • Reducción: gana electrones, el compuesto se reduce y es un agente oxidante. Potenciales redox se basan en la tendencia de ganar electrones. 3
  4. 4. Potenciales de oxidación-reducción Potencial de reducción actual: E’ • Mayor el potencial mayor capacidad para aceptar electrones. Por lo tanto se reduce. La dirección de una reacción redox la determina la concentración intracelular de reactivos y productos.Secuencia de los componentesde transporte de electrones  POTENCIALES DE REDUCCION DE LOS “CARRIERS”. 4
  5. 5. Formas de transferir electrones Transferencia directa: • Reducción de Fe3+ a Fe2+ Transferencia como átomo de hidrógeno: • H+ + e- Transferencia como hidruro: • :H- 5
  6. 6. Portadores de electrones NADH • Nucleótido de adenina y nicotinamida enlazado a dehidrogenasa. • Remueve dos átomos de hidrógeno de sus sustratos. • Sustrato reducido + NAD+  sustrato oxidado + NADH + H+ • NADH lleva los electrones de las reacciones catabólicas hasta la cadena respiratoria. 6
  7. 7. Portadores de electrones Flavoproteínas • Contienen un nucleótido de flavina enlazado covalentemente (FAD o FMN) • Forma oxidada acepta uno o dos electrones (FADH2 o FMNH2) 7
  8. 8. Portadores de electrones Ubiquinona o Coenzima Q • Está enlazado a la membrana. • Es liposoluble. • Puede aceptar un electrón para formar un radical de semiquinona o dos electrones para dar ubiquinol. 8
  9. 9. Portadores de electrones Citocromos • Grupo heme que contiene hierro. • Tipos: a, b y c. • Hierro estado reducido (Fe2+) y hierro en estado oxidado (Fe3+). • Citocromo a y b son proteínas integrales. • Citocromo c está asociado por interacciones electrostáticas a la superficie externa de la membrana interna. 9
  10. 10. Portadores de electrones Proteínas que contienen hierro y azufre: • El hierro está asociado a iones de azufre o a azufre en residuos de cisteína. • Fe-S: el hierro está coordinado a cuatro grupos de cisteína (Cys-SH). • Pueden haber dos o cuatro átomos de hierro asociados. 10
  11. 11. 20.3 Complejos de transporte de electrones Complejo I: NADH-CoQ oxidoreductasa Transfiere electrones de NADH a coenzima Q. Contiene proteínas con agregados de hierro-azufre y una flavoproteína que oxida NADH. Contiene alrededor de 20 subunidades. 11
  12. 12. Complejo II: Succinato-CoQ oxidoreductasa Transfiere electrones de succinato, el cual es oxidado para producir fumarato, a FADH2. 12
  13. 13. Complejo III: oxidoreductasa de citocromo (CoQH2-citocromo c oxidoreductasa) Cataliza la oxidación de la coenzima reducida. Proceso múltiple. Citocromo c se encuentra asociado a la superficie de la membrana interna. 13
  14. 14. Complejo IV: oxidasa decitocromo c Cataliza la transferencia de electrones de citocromo c a oxígeno. 14
  15. 15. Resumen EL SISTEMA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES CONSISTE DE CUATRO COMPLEJOS MULTIENZIMATICOS ENLAZADOS A LA MEMBRANA Y DOS PORTADORES (“CARRIERS”) • Las reacciones que ocurren en tres de los complejos producen suficiente energía para que ocurra la fosforilación de ADP a ATP. 15
  16. 16. 16
  17. 17. 20.4 FOSFORILACION OXIDATIVA YTRANSPORTE DE ELECTRONES Parte de la energía liberada en las reacciones de oxidación durante el transporte de electrones se usa para la fosforilación de ADP. Se genera un gradiente de protones. Ocurre la síntesis de ATP acoplada a transporte de electrones.SINTASA DE ATP Une oxidación y fosforilación. Proteína oligomérica. Subunidad Fo: cruza la membrana, tiene cuatro cadenas polipéptidicas. Canal que conduce los protones. Subunidad F1: da hacia la matriz y consta de cinco cadenas polipéptidicas. Lleva a cabo la síntesis de ATP. 1997 Boyer (UCLA) y Walker (Cambridge) 17
  18. 18. DESACOPLADORES Inhiben fosforilación de ADP. Oxígeno se reduce para dar agua pero ATP no se produce. Si se remueven ocurre síntesis. Ejemplos: 2,4-dinitrofenol, valinomicina y gramicidina. 18
  19. 19. 19
  20. 20. RAZON DE P/O Bajo condiciones optimas se añaden tres moléculas de fosfato, por lo tanto tres ATP son sintetizados por cada átomo de oxígeno. • A partir de NADH = 2.5 • A partir de FADH2 = 1.5 • A partir de oxidasa de citocromo = 1 20
  21. 21. 20.5 MECANISMO DEACOPLAMIENTO Diferencia en concentración de protones entre el espacio intermembranal y la matriz de la mitocondria. Se debe a que las proteínas que forman el transporte de electrones no son simétricas. Los complejos atrapan protones de la matriz para usarlos en las reacciones redox.MECANISMO DEACOPLAMIENTO Estos “carriers” liberan protones al espacio intermembranal cuando son reoxidados. Lo que genera el gradiente de protones, Por lo tanto hay exceso de protones en el espacio intermembranal. (pH bajo) El gradiente de protones genera la producción de ATP cuando estos regresan a la matriz. 21
  22. 22. MECANISMO DEACOPLAMIENTO Peter Mitchell 1961 respaldo el mecanismo de acoplamiento quimosmótico. Ocurre: • Sistema con compartimientos definidos. • Vesículas cerradas que llevan acabo el proceso. • Modelo desarrollado sin transporte de electrones. • Confirmada la existencia del gradiente. 22
  23. 23. 20.6 Presencia de inhibidores 23
  24. 24. 20.7 Mecanismo de transporte Transporte glicerol fosfatado • Enzima dependiente de FAD. • Oxidación fosfato de glicerol. • FAD se reduce para dar FADH2. • FADH2 pasa los electrones a transporte de electrones. • Ocurre en músculo principalmente y células nerviosas. 24
  25. 25. Mecanismo de transporte Malato-Aspartato • Malato atraviesa membrana pero OAA no. • Produce NADH dentro de la mitocondria. • En el citosol OAA se reduce para dar malato y NADH se oxida. • Malato pasa la membrana y se convierte en OAA. NADH se produce. • Ocurre en riñón, hígado y corazón. 25
  26. 26. 20.8 Producción de energía ATPs que se producen por la oxidación de la molécula de glucosa: • 30 ó 32 26

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