QUÍMICA BIOLÓGICA Lic. Cs. BIOLÓGICAS Prof. en BIOLOGÍA Lic. BIOTECNOLOGÍA QUÍMICA BIOLÓGICA 2015

PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN LIC. CS. BIOLÓGICAS – PROF. BIOLOGÍA – LIC. BIOTECNOLOGÍA QCA. BIOLÓGICA PROGRAMA ANALITICO Y/O DE EXAMEN   BOLILLA 2: Transporte electrónico mitocondrial. Fosforilación oxidativa. Mitocondrias. Cadena respiratoria. Localización. Balance energético. Desacoplantes: proteínas desacopladoras. Inhibidores. Síntesis de ATP. Hipótesis quimiosmótica. Translocasas. Regulación de la fosforilación oxidativa. Oxidasa alternativa en vegetales. Luciferina-luciferasa. Transporte electrónico cloroplástico. Fotofosforilación y fotosíntesis. Proceso en plantas superiores. Reacciones luminosas. Captación de la energía luminosa. Cloroplastos y pigmentos. Transporte electrónico cíclico y no cíclico. Síntesis de ATP por fotofosforilación. Similitudes entre fosforilación oxidativa y fotofosforilación. Concepto unificador de la teoría quimiosmótica. Otros organismos fotosintetizadores. Sistema microsomal de transporte electrónico. Formación de compuestos oxígeno-reactivo. Radicales libres. Sistemas de protección.

Repasemos….

TRANSPORTE ELECTRÓNICO MITOCONDRIAL CADENA RESPIRATORIA Repasemos…. PROCESOS INVOLUCRADOS Transporte de electrones en la membrana interna mitocondrial Traslocación de H+ acoplado al transporte de electrones Formación de un gradiente electroquímico (H+ y cargas positivas). Fuerza “protón-motriz”, pasaje de los H+ a través de Fo de ATP sintasa Fosforilación Oxidativa: Síntesis de ATP acoplada

DE TRANSPORTE DE ELECTRONES OTROS SISTEMAS DE TRANSPORTE DE ELECTRONES Existen sistemas de transporte de electrones distintos de la Cadena Respiratoria No participan en la síntesis de ATP Participan en reacciones de hidroxilaciones y deshidrogenaciones del sustrato Las enzimas que participan se denominan monooxigenasas u oxigenasas de función mixta

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

Oxidación peroxisómica de ácidos grasos OXIDASAS Oxidación peroxisómica de ácidos grasos Flavoproteína: FADH2 FAD y O2 H2O2

OXIGENASAS MONOOXIGENASAS (OXIGENASAS DE FUNCION MIXTA) ó HIDROXILASAS SH + AH2 + O=O S-OH + A + H2O Sustrato principal Co-Factor NADH, NADPH, FMNH2, FADH2 1 átomo de O se incorpora al sustrato y el otro forma agua CITOCROMO P-450 Hidroxilación de esteroides Hidroxilación de fármacos Hidroxilación de xenobióticos CITOCROMO b5 Desaturación de ácidos grasos

Reacción donde interviene un Citocromo P-450 H2O Sustrato Sustrato hidroxilado CitP-450 (red) CitP-450 (oxid) La hidroxilación de sustancias extrañas, aumenta su polaridad y solubilidad en agua  facilita su eliminación  anula su toxicidad  aumenta su metabolismo  son excretadas: Mecanismos de desintoxicación (hígado). RH NADPH Reducido FMN-Ox Citocromo P-450 Reductasa (FMN) Citocromo P-450 (Hem, cit tipo b) O2 NADP+ H2O FMN-Red ROH Oxidado

Son enzimas inducibles Inductores: XENOBIÓTICOS Los sistemas de Cit P- 450 participan en reacciones de oxigenación, desulfuración, desaminación  activas en hígado. Son enzimas inducibles Inductores: XENOBIÓTICOS

METABOLISMO DE XENOBIÓTICOS IMPORTANCIA BIOMÉDICA Sistema enzimático inducible (cit P-450) Inductores: XENOBIÓTICOS (del griego, xenos, extraño) son compuestos ajenos al organismo, muchas veces nocivos. Ejemplos:fármacos, conservantes/aditivos de alimentos, carbón del asado, etc. IMPORTANCIA BIOMÉDICA EL HÍGADO ES EL PRINCIPAL ÓRGANO DONDE SE LLEVA A CABO LA METABOLIZACIÓN (DESTOXIFICACIÓN ó DESINTOXICACIÓN) DE LOS XENOBIÓTICOS COMPRENSIÓN RACIONAL DE LA FARMACOLOGÍA TOXICOLOGÍA - INVESTIGACIÓN DEL CÁNCER

ESPECIES REACTIVAS DEL OXIGENO (EROs) H2O2 OH.- Oxígeno Molecular Radical Superóxido Peróxido de Hidrógeno Radical Hidroxilo

Especies Reactivas del Oxígeno

¿Cómo se originan las EROs?

¿Cómo se originan las EROs?

¿Cómo se originan las EROs?

Defensa antioxidante: Eliminación de EROs Glutatión peroxidasa) (GPx) Superóxido dismutasa (SOD) Catalasa Defensa enzimática ENZIMAS ANTIOXIDANTES Defensa No enzimática SUSTANCIAS QUIMICAS ANTIOXIDANTES Ascorbato Vitamina E Beta-caroteno Glutatión reducido (GSH)

Enzimas antioxidantes SUPEROXIDO DISMUTASA 2 O2.- + 2 H+ H2O2 + O2 CATALASA 2 H2O2 2H2O + O2 GLUTATION PEROXIDASA 2 GSH + H2O2 GSSG + 2H2O

1- 2- 1- Equilibrio entre prooxidantes y defensas antioxidantes (normalidad) 2- Aumento de prooxidantes, desequilibrio antioxidante (estrés oxidativo)

BIBLIOGRAFIA “Química Biológica”- Autor: Antonio Blanco- Editorial El Ateneo-Reimpresión 8° edic.-2007 “Química Biológica”-Lehninger A. L., 4ª Edic. (2007) “Lo Esencial en metabolismo y Nutrición”-Cursos Crash de Mosby- Autor: Sarah Benyon-Ed. Harcourt Brace- 1°Ed. 1998