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Sesion 5 BIOQUIMICA
- 1. UNIVERSIDAD AUTÓNOMAUNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE GUADALAJARADE GUADALAJARA INSTITUTO DE CIENCIASINSTITUTO DE CIENCIAS BIOLÓGICASBIOLÓGICAS UNIVERSIDAD AUTÓNOMAUNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE GUADALAJARADE GUADALAJARA INSTITUTO DE CIENCIASINSTITUTO DE CIENCIAS BIOLÓGICASBIOLÓGICAS BOMBAS ATPasaBOMBAS ATPasa SESION 5SESION 5 AUTOR: C.D. SERGIO JOAQUÍN LÓPEZ NIETO
- 2. OBJETIVOSOBJETIVOS Enlistará las diferentes bombas ATPasa:Enlistará las diferentes bombas ATPasa: NaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa. CaCa++++ ATPasa.ATPasa. HH++ KK++ ATPasa.ATPasa. Precisará la función de la bomba ATPasa:Precisará la función de la bomba ATPasa: NaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa. CaCa++++ ATPasa.ATPasa. HH++ KK++ ATPasa.ATPasa. Enlistará las diferentes bombas ATPasa:Enlistará las diferentes bombas ATPasa: NaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa. CaCa++++ ATPasa.ATPasa. HH++ KK++ ATPasa.ATPasa. Precisará la función de la bomba ATPasa:Precisará la función de la bomba ATPasa: NaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa. CaCa++++ ATPasa.ATPasa. HH++ KK++ ATPasa.ATPasa.
- 3. OBJETIVOSOBJETIVOS Ilustrará la estructura de las diferentes bombasIlustrará la estructura de las diferentes bombas ATPasa:ATPasa: NaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa. CaCa++++ ATPasa.ATPasa. HH++ ATPasa.ATPasa. Precisará el mecanismo de acción de las bombasPrecisará el mecanismo de acción de las bombas ATPasaATPasa NaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa. CaCa++++ ATPasa.ATPasa. HH++ ATPasa de la mucosa gástrica.ATPasa de la mucosa gástrica. Ilustrará la estructura de las diferentes bombasIlustrará la estructura de las diferentes bombas ATPasa:ATPasa: NaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa. CaCa++++ ATPasa.ATPasa. HH++ ATPasa.ATPasa. Precisará el mecanismo de acción de las bombasPrecisará el mecanismo de acción de las bombas ATPasaATPasa NaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa. CaCa++++ ATPasa.ATPasa. HH++ ATPasa de la mucosa gástrica.ATPasa de la mucosa gástrica.
- 4. OBJETIVOSOBJETIVOS EnlistaráEnlistará loslos fármacosfármacos cardiacoscardiacos queque utilizanutilizan comocomo mecanismosmecanismos dede acciónacción aa lala bombabomba NaNa KK ATPasaATPasa.. EnlistaráEnlistará loslos fármacosfármacos cardiacoscardiacos queque utilizanutilizan comocomo mecanismosmecanismos dede acciónacción aa lala bombabomba NaNa KK ATPasaATPasa..
- 5. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN EstaEsta proteínaproteína lala caracterizócaracterizó elel danésdanés JensJens SkouSkou porpor casualidadcasualidad enen loslos añosaños 5050´´,, yy porpor elloello recibiórecibió elel premiopremio NóbelNóbel enen 19971997.. DesdeDesde entoncesentonces lala investigacióninvestigación haha determinadodeterminado muchosmuchos dede loslos aspectosaspectos tantotanto dede lala estructuraestructura yy funcionamientofuncionamiento dede lala proteína,proteína, comocomo dede susu funciónfunción enen lala fisiología,fisiología, dede tremendatremenda importanciaimportancia enen medicinamedicina.. EstaEsta proteínaproteína lala caracterizócaracterizó elel danésdanés JensJens SkouSkou porpor casualidadcasualidad enen loslos añosaños 5050´´,, yy porpor elloello recibiórecibió elel premiopremio NóbelNóbel enen 19971997.. DesdeDesde entoncesentonces lala investigacióninvestigación haha determinadodeterminado muchosmuchos dede loslos aspectosaspectos tantotanto dede lala estructuraestructura yy funcionamientofuncionamiento dede lala proteína,proteína, comocomo dede susu funciónfunción enen lala fisiología,fisiología, dede tremendatremenda importanciaimportancia enen medicinamedicina..
- 6. Definición de bomba Na+ K+Definición de bomba Na+ K+ ATPasaATPasa SistemaSistema enzimáticoenzimático acopladoacoplado aa unauna proteínaproteína integralintegral dede membranamembrana queque transportatransporta ionesiones Na+Na+ desdedesde elel interiorinterior dede lala célulacélula hastahasta elel exteriorexterior yy ionesiones K+K+ desdedesde elel exteriorexterior alal interiorinterior enen contracontra dede sussus respectivosrespectivos gradientesgradientes dede concentraciónconcentración.. EsEs unun ejemploejemplo característicocaracterístico dede transportetransporte activoactivo yaya queque requiererequiere lala energíaenergía suministradasuministrada porpor elel ATPATP.. SistemaSistema enzimáticoenzimático acopladoacoplado aa unauna proteínaproteína integralintegral dede membranamembrana queque transportatransporta ionesiones Na+Na+ desdedesde elel interiorinterior dede lala célulacélula hastahasta elel exteriorexterior yy ionesiones K+K+ desdedesde elel exteriorexterior alal interiorinterior enen contracontra dede sussus respectivosrespectivos gradientesgradientes dede concentraciónconcentración.. EsEs unun ejemploejemplo característicocaracterístico dede transportetransporte activoactivo yaya queque requiererequiere lala energíaenergía suministradasuministrada porpor elel ATPATP..
- 7. Precisará la función de la bombaPrecisará la función de la bomba NaNa++KK++ ATP asaATP asa ElEl funcionamientofuncionamiento dede lala bombabomba electrogénicaelectrogénica dede Na+/Na+/ K+(sodioK+(sodio--potasio)potasio) ,, sese debedebe aa unun cambiocambio dede conformaciónconformación enen lala proteínaproteína queque sese produceproduce cuandocuando eses fosforiladafosforilada porpor elel ATPATP.. ComoComo elel resultadoresultado dede lala catálisiscatálisis eses elel movimientomovimiento transmembranatransmembrana dede cationes,cationes, yy sese consumeconsume energíaenergía enen formaforma dede ATP,ATP, susu funciónfunción sese denominadenomina transportetransporte activoactivo.. ElEl funcionamientofuncionamiento dede lala bombabomba electrogénicaelectrogénica dede Na+/Na+/ K+(sodioK+(sodio--potasio)potasio) ,, sese debedebe aa unun cambiocambio dede conformaciónconformación enen lala proteínaproteína queque sese produceproduce cuandocuando eses fosforiladafosforilada porpor elel ATPATP.. ComoComo elel resultadoresultado dede lala catálisiscatálisis eses elel movimientomovimiento transmembranatransmembrana dede cationes,cationes, yy sese consumeconsume energíaenergía enen formaforma dede ATP,ATP, susu funciónfunción sese denominadenomina transportetransporte activoactivo..
- 8. Precisará la función de la bombaPrecisará la función de la bomba NaNa++KK++ ATP asaATP asa LaLa demandademanda energéticaenergética eses cubiertacubierta porpor lala moléculamolécula dede ATP,ATP, queque alal serser hidrolizada,hidrolizada, separasepara unun grupogrupo fosfato,fosfato, generandogenerando ADPADP yy liberandoliberando lala energíaenergía necesarianecesaria parapara lala actividadactividad enzimáticaenzimática.. LaLa demandademanda energéticaenergética eses cubiertacubierta porpor lala moléculamolécula dede ATP,ATP, queque alal serser hidrolizada,hidrolizada, separasepara unun grupogrupo fosfato,fosfato, generandogenerando ADPADP yy liberandoliberando lala energíaenergía necesarianecesaria parapara lala actividadactividad enzimáticaenzimática..
- 9. Precisará la función de la bombaPrecisará la función de la bomba NaNa++KK++ ATP asaATP asa EnEn laslas mitocondrias,mitocondrias, elel ADPADP eses fosforiladofosforilado durantedurante elel procesoproceso dede respiraciónrespiración generándosegenerándose unun reservorioreservorio continuocontinuo dede ATPATP parapara loslos procesosprocesos celularescelulares queque requierenrequieren energíaenergía.. EnEn esteeste caso,caso, lala energíaenergía liberadaliberada induceinduce unun cambiocambio enen lala conformaciónconformación dede lala proteínaproteína unauna vezvez unidosunidos loslos trestres cationescationes dede sodiosodio aa sussus lugareslugares dede uniónunión intracelular,intracelular, lolo queque conllevaconlleva susu expulsiónexpulsión alal exteriorexterior dede lala célulacélula.. EnEn laslas mitocondrias,mitocondrias, elel ADPADP eses fosforiladofosforilado durantedurante elel procesoproceso dede respiraciónrespiración generándosegenerándose unun reservorioreservorio continuocontinuo dede ATPATP parapara loslos procesosprocesos celularescelulares queque requierenrequieren energíaenergía.. EnEn esteeste caso,caso, lala energíaenergía liberadaliberada induceinduce unun cambiocambio enen lala conformaciónconformación dede lala proteínaproteína unauna vezvez unidosunidos loslos trestres cationescationes dede sodiosodio aa sussus lugareslugares dede uniónunión intracelular,intracelular, lolo queque conllevaconlleva susu expulsiónexpulsión alal exteriorexterior dede lala célulacélula..
- 10. Precisará la función de la bombaPrecisará la función de la bomba NaNa++KK++ ATP asaATP asa EstoEsto hacehace posibleposible lala uniónunión dede dosdos ionesiones dede potasiopotasio enen lala caracara extracelularextracelular queque provocaprovoca lala desfosforilacióndesfosforilación dede lala ATP,ATP, yy lala posteriorposterior traslocacióntraslocación parapara recuperarrecuperar susu estadoestado inicialinicial liberandoliberando loslos dosdos ionesiones dede potasiopotasio enen elel mediomedio intracelularintracelular.. EstoEsto hacehace posibleposible lala uniónunión dede dosdos ionesiones dede potasiopotasio enen lala caracara extracelularextracelular queque provocaprovoca lala desfosforilacióndesfosforilación dede lala ATP,ATP, yy lala posteriorposterior traslocacióntraslocación parapara recuperarrecuperar susu estadoestado inicialinicial liberandoliberando loslos dosdos ionesiones dede potasiopotasio enen elel mediomedio intracelularintracelular..
- 11. Mecanismo de acción de laMecanismo de acción de la bomba Nabomba Na++KK++ ATPasaATPasa LosLos procesosprocesos queque tienentienen lugarlugar enen elel transportetransporte son,son, secuencialmentesecuencialmente:: a)a) UniónUnión dede trestres Na+Na+ aa sussus sitiossitios activosactivos.. b)b) FosforilaciónFosforilación dede lala caracara citoplasmáticacitoplasmática dede lala bombabomba queque induceinduce aa unun cambiocambio dede conformaciónconformación enen lala proteínaproteína.. EstaEsta fosforilaciónfosforilación sese produceproduce porpor lala transferenciatransferencia deldel grupogrupo terminalterminal deldel ATPATP aa unun residuoresiduo dede ácidoácido aspárticoaspártico dede lala proteínaproteína.. LosLos procesosprocesos queque tienentienen lugarlugar enen elel transportetransporte son,son, secuencialmentesecuencialmente:: a)a) UniónUnión dede trestres Na+Na+ aa sussus sitiossitios activosactivos.. b)b) FosforilaciónFosforilación dede lala caracara citoplasmáticacitoplasmática dede lala bombabomba queque induceinduce aa unun cambiocambio dede conformaciónconformación enen lala proteínaproteína.. EstaEsta fosforilaciónfosforilación sese produceproduce porpor lala transferenciatransferencia deldel grupogrupo terminalterminal deldel ATPATP aa unun residuoresiduo dede ácidoácido aspárticoaspártico dede lala proteínaproteína..
- 12. Mecanismo de acción de laMecanismo de acción de la bomba Nabomba Na++KK++ ATPasaATPasa d)d) UnaUna vezvez liberadoliberado elel NaNa++,, sese unenunen dosdos moléculasmoléculas dede KK++ aa sussus respectivosrespectivos sitiossitios dede uniónunión dede lala caracara extracelularextracelular dede lala proteínaproteína.. e)e) LaLa proteínaproteína sese desfosforiladesfosforila produciéndoseproduciéndose unun cambiocambio conformacionalconformacional dede esta,esta, lolo queque produceproduce unauna transferenciatransferencia dede loslos ionesiones dede K+K+ alal citosolcitosol.. d)d) UnaUna vezvez liberadoliberado elel NaNa++,, sese unenunen dosdos moléculasmoléculas dede KK++ aa sussus respectivosrespectivos sitiossitios dede uniónunión dede lala caracara extracelularextracelular dede lala proteínaproteína.. e)e) LaLa proteínaproteína sese desfosforiladesfosforila produciéndoseproduciéndose unun cambiocambio conformacionalconformacional dede esta,esta, lolo queque produceproduce unauna transferenciatransferencia dede loslos ionesiones dede K+K+ alal citosolcitosol..
- 13. Mecanismo de acción de laMecanismo de acción de la bomba Nabomba Na++KK++ ATPasaATPasa
- 14. ESTRUCTURAESTRUCTURA LaLa bombabomba sodiosodio potasiopotasio ATPasaATPasa (adenin(adenin--tritri-- fosfatasa)fosfatasa) eses unauna proteínaproteína dede membranamembrana queque actúaactúa comocomo unun transportadortransportador dede intercambiointercambio antiporteantiporte (transferencia(transferencia simultáneasimultánea dede dosdos solutossolutos enen diferentesdiferentes direcciones)direcciones) queque hidrolizahidroliza ATPATP.. EsEs unauna ATPasaATPasa dede transportetransporte tipotipo P,P, eses decir,decir, sufresufre fosforilacionesfosforilaciones reversiblesreversibles durantedurante elel procesoproceso dede transportetransporte.. LaLa bombabomba sodiosodio potasiopotasio ATPasaATPasa (adenin(adenin--tritri-- fosfatasa)fosfatasa) eses unauna proteínaproteína dede membranamembrana queque actúaactúa comocomo unun transportadortransportador dede intercambiointercambio antiporteantiporte (transferencia(transferencia simultáneasimultánea dede dosdos solutossolutos enen diferentesdiferentes direcciones)direcciones) queque hidrolizahidroliza ATPATP.. EsEs unauna ATPasaATPasa dede transportetransporte tipotipo P,P, eses decir,decir, sufresufre fosforilacionesfosforilaciones reversiblesreversibles durantedurante elel procesoproceso dede transportetransporte..
- 15. ESTRUCTURAESTRUCTURA EstáEstá formadaformada porpor dosdos subunidades,subunidades, yy ,, queque formanforman unun tetrámerotetrámero integradointegrado enen lala membranamembrana.. LaLa subunidadsubunidad estáestá compuestacompuesta porpor ochoocho segmentossegmentos transmembranatransmembrana yy enen ellaella sese encuentraencuentra elel centrocentro dede uniónunión deldel ATPATP queque sese localizalocaliza enen elel ladolado citosólicocitosólico dede lala membranamembrana.. TambiénTambién poseeposee dosdos centroscentros dede uniónunión alal potasiopotasio extracelularesextracelulares yy trestres centroscentros dede uniónunión alal sodiosodio intracelularesintracelulares queque sese encuentranencuentran accesiblesaccesibles parapara loslos ionesiones enen funciónfunción dede sisi lala proteínaproteína estáestá fosforiladafosforilada.. EstáEstá formadaformada porpor dosdos subunidades,subunidades, yy ,, queque formanforman unun tetrámerotetrámero integradointegrado enen lala membranamembrana.. LaLa subunidadsubunidad estáestá compuestacompuesta porpor ochoocho segmentossegmentos transmembranatransmembrana yy enen ellaella sese encuentraencuentra elel centrocentro dede uniónunión deldel ATPATP queque sese localizalocaliza enen elel ladolado citosólicocitosólico dede lala membranamembrana.. TambiénTambién poseeposee dosdos centroscentros dede uniónunión alal potasiopotasio extracelularesextracelulares yy trestres centroscentros dede uniónunión alal sodiosodio intracelularesintracelulares queque sese encuentranencuentran accesiblesaccesibles parapara loslos ionesiones enen funciónfunción dede sisi lala proteínaproteína estáestá fosforiladafosforilada..
- 16. ESTRUCTURAESTRUCTURA LaLa subunidadsubunidad contienecontiene unauna solasola regiónregión helicoidalhelicoidal transmembranatransmembrana yy nono pareceparece serser esencialesencial parapara elel transportetransporte nini parapara lala actividadactividad ATPasaATPasa.. LaLa enzimaenzima estáestá glucosiladaglucosilada enen lala caracara externaexterna yy requiererequiere dede magnesiomagnesio comocomo cofactorcofactor parapara susu funcionamientofuncionamiento yaya queque eses unauna ATPasaATPasa.. LaLa subunidadsubunidad contienecontiene unauna solasola regiónregión helicoidalhelicoidal transmembranatransmembrana yy nono pareceparece serser esencialesencial parapara elel transportetransporte nini parapara lala actividadactividad ATPasaATPasa.. LaLa enzimaenzima estáestá glucosiladaglucosilada enen lala caracara externaexterna yy requiererequiere dede magnesiomagnesio comocomo cofactorcofactor parapara susu funcionamientofuncionamiento yaya queque eses unauna ATPasaATPasa..
- 18. Bomba CaBomba Ca++++--ATPasaATPasa LaLa bombabomba dede calciocalcio (o(o CaCa++++--ATPasa)ATPasa) dede lala membranamembrana plasmáticaplasmática sese haha reconocidoreconocido comocomo lala enzimaenzima fundamentalfundamental enen lala regulaciónregulación dede lala concentraciónconcentración citoplasmáticacitoplasmática basalbasal dede esteeste catióncatión.. EstaEsta enzimaenzima queque constituyeconstituye elel 8080%% dede dede laslas proteínasproteínas dede lala membranamembrana deldel retículoretículo sarcoplásmico,sarcoplásmico, desempeñadesempeña unun papelpapel importanteimportante enen lala contraccióncontracción muscular,muscular, queque sese disparadispara porpor unun aumentoaumento bruscobrusco deldel nivelnivel dede calciocalcio enen el,el, citosolcitosol.. LaLa bombabomba dede calciocalcio (o(o CaCa++++--ATPasa)ATPasa) dede lala membranamembrana plasmáticaplasmática sese haha reconocidoreconocido comocomo lala enzimaenzima fundamentalfundamental enen lala regulaciónregulación dede lala concentraciónconcentración citoplasmáticacitoplasmática basalbasal dede esteeste catióncatión.. EstaEsta enzimaenzima queque constituyeconstituye elel 8080%% dede dede laslas proteínasproteínas dede lala membranamembrana deldel retículoretículo sarcoplásmico,sarcoplásmico, desempeñadesempeña unun papelpapel importanteimportante enen lala contraccióncontracción muscular,muscular, queque sese disparadispara porpor unun aumentoaumento bruscobrusco deldel nivelnivel dede calciocalcio enen el,el, citosolcitosol..
- 19. Bomba Ca++Bomba Ca++--ATPasaATPasa LaLa CaCa++++--ATPasaATPasa dede lala membranamembrana plasmáticaplasmática eses estimuladaestimulada porpor calmodulinacalmodulina (CaM),(CaM), susu moduladormodulador proteicoproteico natural,natural, fosfolípidosfosfolípidos acídicosacídicos yy ácidosácidos grasosgrasos polipoli-- insaturadosinsaturados dede cadenacadena largalarga.. TambiénTambién puedepuede serser estimuladaestimulada mediantemediante fosforilaciónfosforilación porpor lala proteinprotein--quinasaquinasa AA yy porpor lala proteinprotein--quinasaquinasa CC.. LaLa CaCa++++--ATPasaATPasa dede lala membranamembrana plasmáticaplasmática eses estimuladaestimulada porpor calmodulinacalmodulina (CaM),(CaM), susu moduladormodulador proteicoproteico natural,natural, fosfolípidosfosfolípidos acídicosacídicos yy ácidosácidos grasosgrasos polipoli-- insaturadosinsaturados dede cadenacadena largalarga.. TambiénTambién puedepuede serser estimuladaestimulada mediantemediante fosforilaciónfosforilación porpor lala proteinprotein--quinasaquinasa AA yy porpor lala proteinprotein--quinasaquinasa CC..
- 20. EstructuraEstructura ATPATP asaasa dede CaCa++++ deldel retículoretículo sarcoplásmico,sarcoplásmico, constaconsta dede unun solosolo polipéptidopolipéptido dede 110110 KdKd concon unun dominiodominio transmembranaltransmembranal queque estáestá formadoformado porpor 1010 héliceshélices .. CercaCerca dede lala mitadmitad dede lala masamasa molecularmolecular dede lala proteínaproteína estáestá constituidaconstituida porpor unauna grangran cabezacabeza citoplasmáticacitoplasmática queque contienecontiene trestres dominiosdominios distintosdistintos.. EstosEstos trestres dominiosdominios dede lala bombabomba dede CaCa++++ deldel retículoretículo sarcoplásmicosarcoplásmico tienentienen distintasdistintas funcionesfunciones.. 11..-- UnUn dominiodominio (( N)N) sese uneune alal nucleótidonucleótido ATPATP.. 22..-- OtroOtro (P)(P) aceptaacepta elel grupogrupo fosforilofosforilo enen elel residuoresiduo dede aspartatoaspartato conservadoconservado.. 33..-- YY enen elel tercerotercero (A)(A) podríapodría serser unun activadoractivador deldel dominiodominio.. LaLa relaciónrelación entreentre estosestos trestres dominiosdominios cambiacambia significativamentesignificativamente concon lala hidrólisishidrólisis dede ATPATP.. ATPATP asaasa dede CaCa++++ deldel retículoretículo sarcoplásmico,sarcoplásmico, constaconsta dede unun solosolo polipéptidopolipéptido dede 110110 KdKd concon unun dominiodominio transmembranaltransmembranal queque estáestá formadoformado porpor 1010 héliceshélices .. CercaCerca dede lala mitadmitad dede lala masamasa molecularmolecular dede lala proteínaproteína estáestá constituidaconstituida porpor unauna grangran cabezacabeza citoplasmáticacitoplasmática queque contienecontiene trestres dominiosdominios distintosdistintos.. EstosEstos trestres dominiosdominios dede lala bombabomba dede CaCa++++ deldel retículoretículo sarcoplásmicosarcoplásmico tienentienen distintasdistintas funcionesfunciones.. 11..-- UnUn dominiodominio (( N)N) sese uneune alal nucleótidonucleótido ATPATP.. 22..-- OtroOtro (P)(P) aceptaacepta elel grupogrupo fosforilofosforilo enen elel residuoresiduo dede aspartatoaspartato conservadoconservado.. 33..-- YY enen elel tercerotercero (A)(A) podríapodría serser unun activadoractivador deldel dominiodominio.. LaLa relaciónrelación entreentre estosestos trestres dominiosdominios cambiacambia significativamentesignificativamente concon lala hidrólisishidrólisis dede ATPATP..
- 21. Mecanismo de acciónMecanismo de acción ComoComo resultadoresultado dede loslos dede susu mecanismomecanismo dede acciónacción sese hanhan reveladorevelado dosdos característicascaracterísticas comunescomunes:: LaLa primeraprimera dondedonde cadacada proteínaproteína puedepuede serser fosforiladafosforilada enen unun residuoresiduo aspartatoaspartato específicoespecífico.. ParaPara lala bombabomba dede CaCa++++ deldel retículoretículo sarcoplásmico,sarcoplásmico, estaesta reacciónreacción tienetiene lugarlugar enen elel AspAsp 351351,, sólosólo enen presenciapresencia dede concentracionesconcentraciones dede CaCa++++ relativamenterelativamente altasaltas.. LaLa segunda,segunda, queque cadacada bombabomba puedepuede pasarpasar por,por, alal menos,menos, dosdos conformacionesconformaciones distintasdistintas denominadasdenominadas EE11 yy EE22 .. AsíAsí alal menos,menos, cuatrocuatro estadosestados conformacionalesconformacionales (E(E11,E,E11,, P,P, EE22,, P,P, yy EE22)) participanparticipan enen elel procesoproceso dede transportetransporte.. ComoComo resultadoresultado dede loslos dede susu mecanismomecanismo dede acciónacción sese hanhan reveladorevelado dosdos característicascaracterísticas comunescomunes:: LaLa primeraprimera dondedonde cadacada proteínaproteína puedepuede serser fosforiladafosforilada enen unun residuoresiduo aspartatoaspartato específicoespecífico.. ParaPara lala bombabomba dede CaCa++++ deldel retículoretículo sarcoplásmico,sarcoplásmico, estaesta reacciónreacción tienetiene lugarlugar enen elel AspAsp 351351,, sólosólo enen presenciapresencia dede concentracionesconcentraciones dede CaCa++++ relativamenterelativamente altasaltas.. LaLa segunda,segunda, queque cadacada bombabomba puedepuede pasarpasar por,por, alal menos,menos, dosdos conformacionesconformaciones distintasdistintas denominadasdenominadas EE11 yy EE22 .. AsíAsí alal menos,menos, cuatrocuatro estadosestados conformacionalesconformacionales (E(E11,E,E11,, P,P, EE22,, P,P, yy EE22)) participanparticipan enen elel procesoproceso dede transportetransporte..
- 22. Mecanismo de acciónMecanismo de acción AA partirpartir dede estosestos cuatrocuatro estadosestados sese proponepropone unun mecanismomecanismo dede acciónacción dede estasestas enzimasenzimas.. 11..-- LaLa reacciónreacción cíclicacíclica propuestapropuesta iniciainicia concon ATPATP yy dosdos ionesiones dede CaCa++++ alal estadoestado EE11.. 22..-- LaLa enzimaenzima escindeescinde elel ATPATP yy transfieretransfiere elel grupogrupo fosforilofosforilo alal residuoresiduo claveclave dede aspartatoaspartato.. ElEl calciocalcio debedebe estarestar unidounido aa lala enzimaenzima parapara queque ocurraocurra lala fosforilaciónfosforilación.. 33..-- LaLa transicióntransición deldel estadoestado EE11 alal EE22 provocaprovoca lala eversióneversión dede loslos centroscentros dede uniónunión dede ionesiones dede taltal formaforma queque loslos ionesiones puedenpueden disociarsedisociarse sólosólo haciahacia lala caracara luminarluminar dede lala membranamembrana.. AA partirpartir dede estosestos cuatrocuatro estadosestados sese proponepropone unun mecanismomecanismo dede acciónacción dede estasestas enzimasenzimas.. 11..-- LaLa reacciónreacción cíclicacíclica propuestapropuesta iniciainicia concon ATPATP yy dosdos ionesiones dede CaCa++++ alal estadoestado EE11.. 22..-- LaLa enzimaenzima escindeescinde elel ATPATP yy transfieretransfiere elel grupogrupo fosforilofosforilo alal residuoresiduo claveclave dede aspartatoaspartato.. ElEl calciocalcio debedebe estarestar unidounido aa lala enzimaenzima parapara queque ocurraocurra lala fosforilaciónfosforilación.. 33..-- LaLa transicióntransición deldel estadoestado EE11 alal EE22 provocaprovoca lala eversióneversión dede loslos centroscentros dede uniónunión dede ionesiones dede taltal formaforma queque loslos ionesiones puedenpueden disociarsedisociarse sólosólo haciahacia lala caracara luminarluminar dede lala membranamembrana..
- 23. Mecanismo de acciónMecanismo de acción 44..-- EnEn elel estadoestado EE22 ––P,P, lala enzimaenzima tienetiene unauna bajabaja afinidadafinidad porpor loslos ionesiones dede CaCa++++,, dede formaforma queque sese liberanliberan.. 55..-- AlAl liberarseliberarse elel CaCa++++,, sese hidrolizahidroliza elel residuoresiduo fosfoaspartatofosfoaspartato yy sese liberalibera elel grupogrupo fosfatofosfato.. 66..-- LaLa enzimaenzima cuandocuando carececarece deldel grupogrupo fosforilofosforilo enlazadaenlazada covalentemente,covalentemente, nono eses estableestable enen lala formaforma EE22.. AA travéstravés dede eversióneversión vuelvevuelve aa lala formaforma EE11,, yy completacompleta asíasí elel ciclociclo.. 44..-- EnEn elel estadoestado EE22 ––P,P, lala enzimaenzima tienetiene unauna bajabaja afinidadafinidad porpor loslos ionesiones dede CaCa++++,, dede formaforma queque sese liberanliberan.. 55..-- AlAl liberarseliberarse elel CaCa++++,, sese hidrolizahidroliza elel residuoresiduo fosfoaspartatofosfoaspartato yy sese liberalibera elel grupogrupo fosfatofosfato.. 66..-- LaLa enzimaenzima cuandocuando carececarece deldel grupogrupo fosforilofosforilo enlazadaenlazada covalentemente,covalentemente, nono eses estableestable enen lala formaforma EE22.. AA travéstravés dede eversióneversión vuelvevuelve aa lala formaforma EE11,, yy completacompleta asíasí elel ciclociclo..
- 24. Bomba HBomba H++ ATPasaATPasa -- Bomba deBomba de ProtonesProtones ElEl jugojugo gástricogástrico humanohumano contienecontiene unauna soluciónsolución dede ácidoácido clorhídricoclorhídrico (H(H++ClCl--)) 00..11 MM.. EsteEste mediomedio fuertementefuertemente ácidoácido desnaturalizadesnaturaliza laslas proteínasproteínas ingeridas,ingeridas, facilitandofacilitando lala digestióndigestión porpor laslas enzimasenzimas proteolíticas,proteolíticas, comocomo lala pepsinapepsina queque funcionanfuncionan aa pHpH ácidoácido.. ElEl ácidoácido clorhídricoclorhídrico eses producidoproducido porpor laslas célulascélulas parietalesparietales queque tapizantapizan lala mucosamucosa gástricagástrica.. ElEl procesoproceso implicaimplica unauna ATPasaATPasa situadasituada enen lala membranamembrana apicalapical dede lala célula,célula, lala parteparte queque sese enfrentaenfrenta alal lumenlumen deldel estómagoestómago.. ElEl jugojugo gástricogástrico humanohumano contienecontiene unauna soluciónsolución dede ácidoácido clorhídricoclorhídrico (H(H++ClCl--)) 00..11 MM.. EsteEste mediomedio fuertementefuertemente ácidoácido desnaturalizadesnaturaliza laslas proteínasproteínas ingeridas,ingeridas, facilitandofacilitando lala digestióndigestión porpor laslas enzimasenzimas proteolíticas,proteolíticas, comocomo lala pepsinapepsina queque funcionanfuncionan aa pHpH ácidoácido.. ElEl ácidoácido clorhídricoclorhídrico eses producidoproducido porpor laslas célulascélulas parietalesparietales queque tapizantapizan lala mucosamucosa gástricagástrica.. ElEl procesoproceso implicaimplica unauna ATPasaATPasa situadasituada enen lala membranamembrana apicalapical dede lala célula,célula, lala parteparte queque sese enfrentaenfrenta alal lumenlumen deldel estómagoestómago..
- 25. Bomba HBomba H++ ATPasaATPasa -- Bomba deBomba de ProtonesProtones ElEl transportetransporte activoactivo dede HH++ haciahacia elel exteriorexterior dede lala célula,célula, ATPATP--dependiente,dependiente, iríairía acompañadoacompañado dede unun transportetransporte pasivopasivo dede ClCl-- parapara mantenermantener lala electroneutralidadelectroneutralidad.. DichoDicho transportetransporte sese haríaharía aa travéstravés dede unauna ClCl--permeasapermeasa.. ElEl resultadoresultado netoneto eses queque enen elel estómagoestómago hayhay unauna concentraciónconcentración dede HClHCl unun millónmillón dede vecesveces mayormayor queque enen citoplasmacitoplasma dede lala célulacélula.. ElEl transportetransporte activoactivo dede HH++ haciahacia elel exteriorexterior dede lala célula,célula, ATPATP--dependiente,dependiente, iríairía acompañadoacompañado dede unun transportetransporte pasivopasivo dede ClCl-- parapara mantenermantener lala electroneutralidadelectroneutralidad.. DichoDicho transportetransporte sese haríaharía aa travéstravés dede unauna ClCl--permeasapermeasa.. ElEl resultadoresultado netoneto eses queque enen elel estómagoestómago hayhay unauna concentraciónconcentración dede HClHCl unun millónmillón dede vecesveces mayormayor queque enen citoplasmacitoplasma dede lala célulacélula..
- 26. Bomba HBomba H++ ATPasaATPasa -- Bomba deBomba de ProtonesProtones ElEl protónprotón excretadoexcretado porpor lala bombabomba dede protonesprotones provieneproviene dede lala hidrataciónhidratación deldel COCO22 porpor unauna anhidrasaanhidrasa carbónicacarbónica.. ElEl bicarbonatobicarbonato producidoproducido es,es, aa susu vezvez intercambiadointercambiado porpor clorocloro enen unauna proteínaproteína intercambiadoraintercambiadora.. ElEl protónprotón excretadoexcretado porpor lala bombabomba dede protonesprotones provieneproviene dede lala hidrataciónhidratación deldel COCO22 porpor unauna anhidrasaanhidrasa carbónicacarbónica.. ElEl bicarbonatobicarbonato producidoproducido es,es, aa susu vezvez intercambiadointercambiado porpor clorocloro enen unauna proteínaproteína intercambiadoraintercambiadora..
- 27. Fármacos cardiacos que utilizan comoFármacos cardiacos que utilizan como mecanismos de acción a la bomba Na Kmecanismos de acción a la bomba Na K ATPasaATPasa LasLas célulascélulas conservanconservan elel contenidocontenido intracelularintracelular dede NaNa++ bajobajo yy altoalto elel dede KK++,, juntojunto concon unun potencialpotencial eléctricoeléctrico negativonegativo dentrodentro dede ellasellas.. LaLa bombabomba queque mantienemantiene estosestos gradientesgradientes eses unauna ATPasa,ATPasa, queque eses activadaactivada porpor Na+Na+ K+K+.. LaLa ATPasaATPasa eses unauna proteínaproteína integralintegral dede membranamembrana yy requiererequiere fosfolípidosfosfolípidos parapara lala actividadactividad.. LaLa ATPasaATPasa tienetiene centroscentros catalíticoscatalíticos parapara ATPATP yy NaNa++ enen elel ladolado citoplasmáticocitoplasmático dede lala membrana,membrana, peropero elel sitiositio dede uniónunión dede KK++ sese localizalocaliza enen elel ladolado extracelularextracelular dede lala membranamembrana.. LasLas célulascélulas conservanconservan elel contenidocontenido intracelularintracelular dede NaNa++ bajobajo yy altoalto elel dede KK++,, juntojunto concon unun potencialpotencial eléctricoeléctrico negativonegativo dentrodentro dede ellasellas.. LaLa bombabomba queque mantienemantiene estosestos gradientesgradientes eses unauna ATPasa,ATPasa, queque eses activadaactivada porpor Na+Na+ K+K+.. LaLa ATPasaATPasa eses unauna proteínaproteína integralintegral dede membranamembrana yy requiererequiere fosfolípidosfosfolípidos parapara lala actividadactividad.. LaLa ATPasaATPasa tienetiene centroscentros catalíticoscatalíticos parapara ATPATP yy NaNa++ enen elel ladolado citoplasmáticocitoplasmático dede lala membrana,membrana, peropero elel sitiositio dede uniónunión dede KK++ sese localizalocaliza enen elel ladolado extracelularextracelular dede lala membranamembrana..
- 28. Fármacos cardiacos que utilizan comoFármacos cardiacos que utilizan como mecanismos de acción a la bomba Na Kmecanismos de acción a la bomba Na K ATPasaATPasa LaLa ouabaínaouabaína oo digitalisdigitalis inhibeinhibe aa estaesta ATPasaATPasa mediantemediante susu uniónunión aa lala regiónregión extracelularextracelular.. ElEl KK++ extracelularextracelular puedepuede serser antagonistaantagonista dede lala inhibicióninhibición dede lala ATPasaATPasa porpor parteparte dede lala ouabaínaouabaína.. LaLa bombabomba dede sodiosodio--potasiopotasio encontradaencontrada enen lala célulascélulas deldel corazóncorazón eses unauna dianadiana importanteimportante parapara loslos glucósidosglucósidos cardiacoscardiacos (como(como digoxinadigoxina yy ouabaína),ouabaína), drogasdrogas inotrópicasinotrópicas ampliamenteampliamente usadasusadas enen lala clínicaclínica parapara incrementarincrementar lala fuerzafuerza dede contraccióncontracción.. LaLa ouabaínaouabaína oo digitalisdigitalis inhibeinhibe aa estaesta ATPasaATPasa mediantemediante susu uniónunión aa lala regiónregión extracelularextracelular.. ElEl KK++ extracelularextracelular puedepuede serser antagonistaantagonista dede lala inhibicióninhibición dede lala ATPasaATPasa porpor parteparte dede lala ouabaínaouabaína.. LaLa bombabomba dede sodiosodio--potasiopotasio encontradaencontrada enen lala célulascélulas deldel corazóncorazón eses unauna dianadiana importanteimportante parapara loslos glucósidosglucósidos cardiacoscardiacos (como(como digoxinadigoxina yy ouabaína),ouabaína), drogasdrogas inotrópicasinotrópicas ampliamenteampliamente usadasusadas enen lala clínicaclínica parapara incrementarincrementar lala fuerzafuerza dede contraccióncontracción..
- 29. Fármacos cardiacos que utilizan comoFármacos cardiacos que utilizan como mecanismos de acción a la bomba Na Kmecanismos de acción a la bomba Na K ATPasaATPasa LaLa digoxinadigoxina eses unun glucósidoglucósido cardiotónico,cardiotónico, usadousado comocomo agenteagente antiarrítmicoantiarrítmico enen lala insuficienciainsuficiencia cardiacacardiaca yy otrosotros trastornostrastornos cardíacoscardíacos.. Actúa,Actúa, comocomo efectoefecto directo,directo, inhibiendoinhibiendo lala bombabomba NaNa++ KK++ ATPATP asaasa enen elel corazón,corazón, disminuyendodisminuyendo lala salidasalida dede NaNa++ yy aumentandoaumentando lala entradaentrada dede CaCa++++,, porpor lolo queque tienetiene unun efectoefecto inotrópicoinotrópico positivo,positivo, aumentandoaumentando lala fuerzafuerza dede contraccióncontracción deldel músculomúsculo cardiacocardiaco;; yy comocomo efectoefecto indirectoindirecto inhibeinhibe lala bombabomba NaNa++ KK++ ATPasaATPasa aa nivelnivel neural,neural, creandocreando unauna estimulaciónestimulación vagalvagal queque disminuyedisminuye lala frecuenciafrecuencia cardiacacardiaca yy lala estimulaciónestimulación simpáticasimpática.. LaLa digoxinadigoxina eses unun glucósidoglucósido cardiotónico,cardiotónico, usadousado comocomo agenteagente antiarrítmicoantiarrítmico enen lala insuficienciainsuficiencia cardiacacardiaca yy otrosotros trastornostrastornos cardíacoscardíacos.. Actúa,Actúa, comocomo efectoefecto directo,directo, inhibiendoinhibiendo lala bombabomba NaNa++ KK++ ATPATP asaasa enen elel corazón,corazón, disminuyendodisminuyendo lala salidasalida dede NaNa++ yy aumentandoaumentando lala entradaentrada dede CaCa++++,, porpor lolo queque tienetiene unun efectoefecto inotrópicoinotrópico positivo,positivo, aumentandoaumentando lala fuerzafuerza dede contraccióncontracción deldel músculomúsculo cardiacocardiaco;; yy comocomo efectoefecto indirectoindirecto inhibeinhibe lala bombabomba NaNa++ KK++ ATPasaATPasa aa nivelnivel neural,neural, creandocreando unauna estimulaciónestimulación vagalvagal queque disminuyedisminuye lala frecuenciafrecuencia cardiacacardiaca yy lala estimulaciónestimulación simpáticasimpática..
- 30. CONCLUSIÓNCONCLUSIÓN LasLas bombasbombas ATPasasATPasas sonson transductorestransductores dede energía,energía, puespues transformantransforman unauna formaforma dede energíaenergía librelibre enen otraotra.. DosDos tipostipos dede bombasbombas dirigidasdirigidas porpor ATP,ATP, laslas ATPasasATPasas tipotipo PP yy laslas bombasbombas concon dominiodominio dede uniónunión aa ATPATP sufrensufren cambioscambios conformacionalesconformacionales alal unirseunirse ee hidrolizarsehidrolizarse elel ATP,ATP, lolo queque provocaprovoca queque unun ionion unidounido sese transportetransporte aa travéstravés dede lala membranamembrana.. LasLas bombasbombas ATPasasATPasas sonson transductorestransductores dede energía,energía, puespues transformantransforman unauna formaforma dede energíaenergía librelibre enen otraotra.. DosDos tipostipos dede bombasbombas dirigidasdirigidas porpor ATP,ATP, laslas ATPasasATPasas tipotipo PP yy laslas bombasbombas concon dominiodominio dede uniónunión aa ATPATP sufrensufren cambioscambios conformacionalesconformacionales alal unirseunirse ee hidrolizarsehidrolizarse elel ATP,ATP, lolo queque provocaprovoca queque unun ionion unidounido sese transportetransporte aa travéstravés dede lala membranamembrana..
- 31. CONCLUSIÓNCONCLUSIÓN TantoTanto laslas CaCa++++ ATPasaATPasa comocomo lala NaK*NaK* ATPasaATPasa pertenecenpertenecen alal grupogrupo dede laslas ATPasasATPasas tipotipo P,P, cuyascuyas fosforilaciónfosforilación yy desfosforilacióndesfosforilación estánestán acopladasacopladas aa cambioscambios enen lala orientaciónorientación yy enen lala afinidadafinidad dede sussus centroscentros dede uniónunión aa ionesiones.. TantoTanto laslas CaCa++++ ATPasaATPasa comocomo lala NaK*NaK* ATPasaATPasa pertenecenpertenecen alal grupogrupo dede laslas ATPasasATPasas tipotipo P,P, cuyascuyas fosforilaciónfosforilación yy desfosforilacióndesfosforilación estánestán acopladasacopladas aa cambioscambios enen lala orientaciónorientación yy enen lala afinidadafinidad dede sussus centroscentros dede uniónunión aa ionesiones..
- 32. BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA Bibliografía : Stryer (pagBibliografía : Stryer (pag-- 345345--346346--347347-- 348),348), Baynes (pagBaynes (pag--95),95), Harper (pagHarper (pag-- 478)478) Bibliografía : Stryer (pagBibliografía : Stryer (pag-- 345345--346346--347347-- 348),348), Baynes (pagBaynes (pag--95),95), Harper (pagHarper (pag-- 478)478)