Si una enzima actúa sobre dos sustratos: S1 y S2 (Km= 0,1M y Km 10-2 M respectivamente, cuando ambos sustratos se encuentran en la misma concentración ¿Cual sería el sustrato preferencial para la enzima?

Una enzima con Vmáx. de 2,0 mmoles/min es inhibida no competitivamente Una enzima con Vmáx. de 2,0 mmoles/min es inhibida no competitivamente. De acuerdo a sus conocimientos sobre Inhibición no competitiva ¿Cuál de los dos ítems podría ser verdadero? La Vmáx. alcanzada en estas condiciones es de : a) 2,5 mmoles/min b) 1,5 mmoles/min

La enzima fosfofructoquinasa, principal enzima reguladora de la vía glicolítica, presenta moduladores positivos y negativos. De acuerdo a lo estudiado sobre regulación enzimática ¿Cómo clasificaría a esta enzima?

Una forma de regular la actividad de una enzima es por unión covalente de grupos fosfatos. En este caso se trata de: Regulación por retroinhibición Regulación covalente

La variación del pH cambia la actividad de la enzima porque: a) Cambia la carga del centro activo y del sustrato b) Cambia la carga solamente del centro activo c) Cambia la carga solamente del sustrato Si se duplica la concentración de enzima La velocidad de la reacción se duplica Aumenta la afinidad de E por S

BOLILLA 3 Cadena respiratoria. Ubicación celular. Componentes de la cadena respiratoria. Función. Fosforilación oxidativa: Síntesis de ATP. Acción de Inhibidores: Desacoplantes, inhibidores de la fosforilación, inhibición del transporte electrónico. Control respiratorio. Sistema microsómico: Metabolismo de xenobiótico

AUTOTROFOS FOTOSINTETICOS SOL O2 HETEROTROFOS AUTOTROFOS FOTOSINTETICOS CO2

Compuestos con uniones ricas en energía Hidratos de carbono GLUCOSA OXIDACION Lípidos ACIDOS GRASOS NADH FADH2 ATP O2 Proteínas AMINOACIDOS

OXIDACION-REDUCCION O2 + e- OXIDACION - - H O2 - REDUCCION e- + H +

DISTINTAS FORMAS EN QUE SE TRANSFIEREN ELECTRONES EN LA CELULA 1.- Transferencia de 1 e-: Fe +++ Fe++ 2.- Transferencia de un átomo de hidrógeno (H+ + e-): AH2 + B A + BH2 3.- Transferencia de un ion Hidruro (:H-) AH2 + NAD+ → A + NADH + H+ 4.- Transferencia de e- desde un reductor orgánico al oxígeno: R-CH3 + ½ O2 RCH2-OH

POTENCIAL DE REDUCCION POTENCIAL DE REDUCCION DE UN ELEMENTO, ION O COMPUESTO ES SU TENDENCIA A GANAR ELECTRONES FRENTE A OTRO ELEMENTO, ION O COMPUESTO GRUPO 2 Na + Cl2 2 NaCl Oxidación 2 Na 2 Na+ + 2 e- Reducción Cl2 + 2 e- 2 Cl-

CUPLA REDOX La forma oxidada y reducida en cada hemireacción constituyen un par o cupla redox Na+/Na , Cl/Cl- (Sentido de la reducción) E´o :Se determinan en comparación con el potencial de hidrógeno Signo positivo (+) : par redox con mayor tendencia que el hidrógeno a sufrir reducción Signo negativo (-): par redox con menor tendencia que el hidrógeno a sufrir reducción

Potenciales de reducción estándar 2 H+ + 2 e- → H2 -0.42 V NAD+ + H+ + 2 e- → NADH -0.32 V S + 2 H+ + 2 e- → H2S -0.23 V FAD + 2 H+ + 2 e- → FADH2 -0.22 V Acetaldehído + 2 H+ + 2 e- → etanol -0.20 V Piruvato + 2 H+ + 2 e- → lactato -0.19 V Cu+ → Cu2+ + e- -0.16 V Citocromo b (Fe3+) + e- → citocromo b (Fe2+) + 0.075 V Citocromo c1 (Fe3+) + e- → citocromo c1 (Fe2+) + 0.22 V Citocromo c (Fe3+) + e- → citocromo c (Fe2+) + 0.235 V Citocromo a (Fe3+) + e- → citocromo a (Fe2+) + 0.29 V Fe3+ + e- → Fe2+ + 0.77 V ½ O2 + 2 H+ + 2 e- → H2O + 0.82 V

OXIDACIONES BIOLOGICAS ½ O2 + 2 H+ + 2 e- H2O E´o = + 0,82 voltios NAD+ + 2 H+ + 2 e- NADH + H+ E´o = - 0,32 voltios DE´o = + 0,82 – (- 0,32) DG = - n F DE’o = - 2 . 23,062 . 1,14 = - 52,58 kcal/mol

Representación esquemática de una oxidación biológica BH2 (RED) Sustrato H2 C (OX) H2O AH2 (RED) B (OX) CH2 (RED) Sox ½ O2 E E E E O2 S Escala de Potencial de reducción

CADENA DE TRANSPORTE ELECTRONICO (CTE) Los componentes de la CTE se encuentran en la membrana mitocondrial interna. Reciben equivalentes de reducción de NADH y FADH2 producidos en la matriz. Se encuentran ordenados en orden creciente de sus potenciales de reducción. El aceptor final de electrones es el oxígeno.

Destino de los equivalentes de reducción C. de Krebs Memb.interna Espacio intermemb. Memb.externa Crestas mitoc. Matriz

OXIDORREDUCTASAS (DESHIDROGENASAS) Deshidrogenasas ligadas a NAD ó nicotinamídicas Deshidrogenasas ligadas a FAD ó flavínicas H- AH2 + NAD+ A + NADH + H+ e- + H+ AH2 + FAD (FMN) A + FADH2 (FMNH2)

COMPONENTES DE LA CADENA DE TRANSPORTE ELECTRONICO FLAVOPROTEINAS: FMN ó FAD: Transportan 2 e- y 2 H+ PROTEINAS FERROSULFURADAS: transportan e- (Fe+++ Fe++) COENZIMA Q ó UBIQUINONA: Quinona isoprenoide no proteica.Transporta 1 e- y libera 2 H+ a la matriz. CITOCROMOS b, c, c1, a, a3: Proteínas que contienen un grupo hemo. Transportan 1 e-

Componentes de la Cadena de transporte electrónico Complejo enzimático Grupos prostéticos Complejo I (NADH deshidrogenasa) FMN, FeS Complejo II(succinato deshidrogenasa) FAD,FeS Complejo III (citocromo bc1) Hemo, FeS Citocromo c Hemo Complejo IV (citocromo oxidasa) Hemo, Cu

Cit.b /Centro Fe-S/ Cit c1 Fumarato Complejo II SUCCINATO DESHIDROGENASA Complejo II SUCCINATO DESHIDROGENASA FAD Fe-S II NADH FMN Fe-S I NAD+ e- Succinato Fe-S Fe III Coenzima Q Fe Cit.c Complejo I NAD UBIQUINONA REDUCTASA Complejo I NAD UBIQUINONA REDUCTASA Complejo I NAD UBIQUINONA REDUCTASA Complejo I NAD UBIQUINONA REDUCTASA Cit.b /Centro Fe-S/ Cit c1 Fe/Cu O2 IV Complejo III CITOCROMO C –COENZIMA Q OXIDO REDUCTASA Complejo III CITOCROMO C –COENZIMA Q OXIDO REDUCTASA Complejo III CITOCROMO C –COENZIMA Q OXIDO REDUCTASA Complejo III CITOCROMO C –COENZIMA Q OXIDO REDUCTASA Cit.a Cit a3 Complejo IV CITOCROMO OXIDASA Complejo IV CITOCROMO OXIDASA Complejo IV CITOCROMO OXIDASA

Reacciones que proveen de NADH a la cadena respiratoria Piruvato deshidrogenasa Isocitrato deshidrogenasa Malato deshidrogenasa a-cetoglutarato deshidrogenasa CICLO DE KREBS CR Sustrato + NAD+ Producto + NADH + H

REACCIONES DEL COMPLEJO I NADH + H+ NAD+ + 2 e- + H+ (Eo= - 0,32 V) FMN + 2 e- + 2 H+ FMNH2 (Eo= - 0,22 V) NADH + H+ + FMN → FMNH2 + NAD+

Camino de los equivalentes de reducción en el Complejo I

COMPLEJO II Succinato-coenzima Q oxidorreductasa Coenzima: FAD Proteínas ferrosulfuradas Transfiere equivalentes de reducción desde succinato a la coenzima Q Succinato + E-FAD Fumarato + E-FADH2 E-FADH2 + Prot-Fe+++ E-FAD + Prot-Fe++ Prot-Fe++ + CoQ Prot-Fe+++ + CoQH2

Deshidrogenasas que entregan electrones a la Ubiquinona Acil-CoA deshidrogenasa Glicerol-3-fosfato deshidrogenasa FADH2 ETFP CoQ ETFP-ubiquinona oxidorreductasa FADH2 CoQ

Ordenamiento de los Componentes de la Cadena Respiratoria Piruvato Malato Isocitrato 3-P-Glicerol 3-P-Glicerol 3-P-Glicerol 3-P-Glicerol 3-P-Glicerol 3-P-Glicerol 3-P-Glicerol Acil-CoA FAD NADH-UBQ reductasa FMN (Fe-S) Cit a Cit a3 2 Cu Cit b (Fe-S) Cit c1 CoQ Cit c IV O2 I III FAD II a-cetoglutarato Glutamato 3-OH-AcilCoa SUCCINATO b-OH-Butirato

CAMINO DE LOS ELECTRONES desde el COMPLEJO III al O2 ½ O2 + H+ CoQH2 Fe+++ Fe++ Fe+++ Fe++ Fe+++ Fe++ Cit. b566 Cit. b562 Cit. c1 Cit. c Cit. a.a3 Fe-S CoQ H2O Fe++ Fe+++ Fe++ Fe+++ Fe++ Fe+++ Complejo III Complejo IV

MECANISMOS DE SINTESIS DE ATP FOSFORILACION A NIVEL DE SUSTRATO FOSFORILACION OXIDATIVA HIDRÓLISIS DE UNA UNION DE ALTA ENERGIA CADENA RESPIRATORIA O2

CH3 ו O װ C - SCoA Acetil-CoA DGo’ = - 32,2 kJ/mol O C O – PO3 C H2 1,3-Bisfosfoglicerato DG o’= - 49,3 kJ/mol װ ו CH2 C – O – PO3 COO- Fosfoenolpiruvato DGo’ = - 61,9 kJ/mol װ ו ו CH3 O C - SCoA Acetil-CoA DGo’ = - 32,2 kJ/mol ו װ O CH2 -O – P – NH – C –N – CH3 O- NH2 Fosfocreatina DGo’ = - 43,0 kJ/mol װ ו ו װ

Adenosina Trifosfato (ATP) Moléculas de alta energía: ATP, GTP, 1,3 difosfogliceratop, Fosfoenolpiruvato, Acetil-CoA, Creatina fosfato.

Energía de Hidrólisis de los Compuestos de elevada Energía ATP DGo’= - 30,5 kj/mol DGp= - 50-65 kJ/mol O O O -O-P-O-P-O -P-O-Ribosa-Adenina O- O- O- Mg MgATP2- װ ו Activación de Acidos grasos Polimerización de ARN ó ADN (desioxi) Activación de Aminoácidos Quimioluminiscencia 3- O O P O ו AMP + PPi 2 Pi

SINTESIS DE ATP TEORIA QUIMIOSMOTICA MATRIZ ESPACIO INTERMEMBRANA

TRANSLOCACION DE PROTONES Y SINTESIS DE ATP 31

POSTULADOS DE LA TEORIA QUIMIOSMOTICA Membrana mitocondrial impermeable a protones Expulsion de H+ durante el transporte de electrones Formación de un gradiente electroquímico (H+ y cargas positivas) El pasaje de los H+ a través de Fo activan la ATP sintasa NAD+ y ferrosulfoproteínas Flavoproteína y citocromo b Coerzima Q y citocromos c y a-a3

Esquema translocasa ADP-ATP y transportador de Pi. Mitocondria Citosol Membrana mitocondrial interna ADP ATP Pi ADP ATP Pi

INHIBIDORES Inhibidores del transporte electrónico Inhiben solamente el transporte de e- Inhibidores de la fosforilación Inhiben la síntesis de ATP , indirectamente eel transporte de e- Desacoplantes Impiden la síntesis de ATP pero no inhiben el transporte de electrones Inhibidores de la translocasa Inhiben la entrada de ADP y la salida de ATP desde la mitocondria

ACCION DE INHIBIDORES CN- CO Inhiben la citocromo oxidasa Antimicina A (antibiótico) bloquean citb/citc1 Rotenona (insecticida) Amital (barbitúrico) Inhiben Fe-S/CoQ NADH FMN Fe-S CoQ cyt b Fe-S cit c1 citc cit a cit a3 O2 (-0.32) (+0.82) Tetrametil p-fenilendiamina Aceptores artificales de electrones Azul de metileno 2,6 diclorofenol indofenol Ferricanuro

INHIBIDORES DE LA FOSFORILACIÓN Oligomicina: Bloquea el flujo de protones a través de Fo. Se inhibe la síntesis de ATP Se acumulan protones y se produce una fuerza inversa deteniéndose el transporte de electrones.

DESACOPLANTES Actúan como ionóforos eliminando el gradiente de protones. O- 2,4 Dinitrofenol (DNP) + H+ Forma protonada que atraviesa la membrana

Relacion P/O en presencia de Inhibidores c/Inh. del COMPLEJO I c/Inh. del COMPLEJO I c/Inh. del COMPLEJO I c/Inh. del COMPLEJO I P/O = 0 e- e- e- (Q al O2) Sustrato: NADH e- e- e- P/O = 3/1 Sin Inhibidor Sin Inhibidor c/Inh. del COMPLEJO II c/Inh. del COMPLEJO II c/Inh. del COMPLEJO II c/Inh. del COMPLEJO II e- e- e- P/O = 3/1 C/ DESACOPLANTES C/ DESACOPLANTES C/ DESACOPLANTES P/O = 0/1 e- e- e- e- e- e- e- e- e- (Q al O2)

Sustrato: FADH2 P/O = 2 P/O = 0 P/O = 2 P/O = 0 c/Inh. del COMPLEJO I e- e- e- (Q al O2) e- e- e- Sin Inhibidor Sin Inhibidor P/O = 0 c/Inh. del COMPLEJO II c/Inh. del COMPLEJO II c/Inh. del COMPLEJO II c/Inh. del COMPLEJO II e- e- e- (Q al O2) P/O = 2 C/ DESACOPLANTES C/ DESACOPLANTES C/ DESACOPLANTES P/O = 0 e- e- e- e- e- e- e- e- e- (Q al O2)

Localización: Microsomas y peroxisomas OXIDASAS Y OXIGENASAS Localización: Microsomas y peroxisomas No asociados a la producción de ATP Usan O2 como sustrato No incorporan O2 Oxid. OXIDASAS OXIGENASAS Incorporan un átomo del O2 MONOXIGENASAS DIOXIGENASAS Incorporan los 2 átomos del O2

Oxidación peroxisómica de ácidos grasos OXIDASAS Oxidación peroxisómica de ácidos grasos Citocromo oxidasa Flavoproteína: FADH2 FAD y O2 H2O2 Hemoproteína: Fe++ Fe+++ y O2 H2O

MONOOXIGENASAS u OXIGENASAS DE FUNCION MIXTA ó HIDROXILASAS AH + BH2 + O=O A-OH + B + H2O Sustrato principal NADH, NADPH, FMNH2, FADH2, BH4 Co-Sustrato 1 O se incorpora al sustrato y el otro O forma agua CITOCROMO P-450 Hidroxilación de esteroides Hidroxilación de fármacos Hidroxilación de xenobióticos CITOCROMO b5 Desaturación de ácidos grasos

ESQUEMA DE REACCION Y UBICACIÓN CELULAR DEL CITOCROMO 450 RH O2 NADPH NADP+ R-OH H-OH CY P450 CITOPLASMA MEMBRANA RETICULO ENDOPLASMICO