Acopladores y desacopladores de la Fosforilación Oxidativa

Fosforilación Oxidativa Proceso bioquímico que ocurre en las células dado por la transferencia de electrones acoplado con la síntesis de ATP

Proteínas Transportadoras de la cadena respiratoria COMPLEJO I: recibe los electrones de la oxidación del NADH y los pasa a la coenzima Q COMPLEJO II: recibe los electrones de la oxidación del FADH2 y los pasa a la coenzima Q

COMPLEJO III: recibe los electrones de la coenzima Q y los transfiere al citocromo c COMPLEJO IV: acopla la oxidación del citocromo c con la reducción del O2 a agua. COMPLEJO V: permite el retorno de los H+ a la matriz y la síntesis de ATP

ACOPLADORES: Coenzima Q: benzoquinona ligada a unidades de isopreno, juega un papel clave en el acoplamiento del flujo de electrones con el movimiento de protones

Citocromo c: proteína de pequeño tamaño asociada a la membrana mitocondrial interna; acepta un electrón del complejo III y lo dona al complejo IV

INHIBIDORES: Rotenona, Amital, Piericidina A: bloquean el flujo de electrones desde el NADH a la coenzima Q en el complejo I. rotenona

Antimicina A: bloquea el flujo electrónico en el complejo III. Mioxitiazol: bloquea el flujo de electrones desde la Coenzima Q al complejo III. Cianuro, Azida y monóxido de carbono: actúan sobre el complejo IV. Cianuro y azida reaccionan con la forma oxidada del citocromo y el CO con la forma reducida.

Teoría del acoplamiento químico: Síntsis de ATP ACOPLADORES: Teoría del acoplamiento químico: (Slater-1953) Postula la existencia de un intermediario químico rico en energía, común entre el transporte de electrones (productora de energía) y la síntesis de ATP (consumidora de energía)

Teoría Quimiosmótica: (Peter Mitchell-1961) Postula que el transporte de e- está acoplado al transporte de H+. Este proceso crea a través de la MMI un gradiente eléctrico y un gradiente de pH. La energía generada por este gradiente es suficiente para realizar la síntesis de ATP.

Teoría del acoplamiento conformacional: (Boyer-1964) Postula que la síntesis de ATP se forma por reacción de ADP y P, teniendo lugar el factor de acoplamiento; sugiere que el transporte de e- induce tensiones que cambian la estructura de las macromoléculas.

INHIBIDORES: 2,4-dinitrofenol (DNP), Trifluorocarbonilcianuro fenilhidrazona (FCCP): El DNP al protonarse atraviesa la MMI y en la matriz se desprotona. Transporta H+ hacia la matriz, evitando el Canal F0 por lo tanto sin síntesis de ATP. Oligomicina: bloquea la fosforilación oxidativa de manera directa ya que se une al complejo F0 y evita el flujo de protones.

Valinomicina (ionóforo):compuesto liposoluble que que transporta al K+ a través de la MMI. Ejerce efecto sobre el portencial de membrana Nigericina: actúa como antiporte de K+/H+. Transporta el H+ en una dirección acoplado con el transporte inverso de K+. Escaso efecto sobre el potencial de membana. Solo de forma combinada, estos antibióticos inhiben la síntesis de ATP.

Termogeninas: (desacoplantes fisiológicos) Pequeñas proteínas que se integran en la membrana mitocondrial interna y participan del control de la termogénesis. Actúan en la “grasa parda” de mamíferos invernantes. Hacen que la energía de la respiración se disipe en forma de calor.