BOLILLA 2 TRANSPORTE ELECTRONICO y FOSFORILACION OXIDATIVA

Presentación del tema: "BOLILLA 2 TRANSPORTE ELECTRONICO y FOSFORILACION OXIDATIVA"— Transcripción de la presentación:

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2 BOLILLA 2 TRANSPORTE ELECTRONICO y FOSFORILACION OXIDATIVA
Cadena Respiratoria. Complejos. Inhibidores y desacoplantes. Síntesis de ATP. Translocasas OTROS SISTEMAS DE TRANSPORTE: Sistema Microsomal. Oxigenasas.Catalasas Formacion de species reactivas del oxígeno: Radicales libres. Sistemas de protección

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

4 Adenosina Trifosfato (ATP)

5 Energía de Hidrólisis de los Compuestos de elevada Energía
ATP DGo’= - 30,5 kj/mol DGp= 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

6 O C O – PO3 C H2 C-O-PO3 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 O CH2 -O – P – NH – C –N – CH3 O NH2 Fosfocreatina DGo’ = - 43,0 kJ/mol װ ו CH3 O C - SCoA Acetil-CoA DGo’ = - 32,2 kJ/mol ו װ ו װ

7 OXIDORREDUCTASAS (DESHIDROGENASAS)
Deshidrogenasas ligadas a NAD ó nicotinamídicas AH2 + NAD A + NADH + H+

8 Deshidrogenasas ligadas a FAD ó a FMN
AH2 + FAD (FMN) A + FADH2 +(FMNH2) El FAD tiene además un nucleótido de adenina unido al fosfato P-Ribosa-Adenina

9 DISTINTAS FORMAS EN QUE LA CELULA PUEDE TRANSFERIR ELECTRONES
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 O RCH2-OH

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

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

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

13 Potenciales de reducción estándar
2 H e- → H V NAD+ + H+ + 2 e- → NADH V S H e- → H2S V FAD + 2 H+ + 2 e- → FADH V Acetaldehído + 2 H+ + 2 e- → etanol V Piruvato + 2 H+ + 2 e- → lactato V Cu+ → Cu2+ + e V Citocromo b (Fe3+) + e- → citocromo b (Fe2+) V Citocromo c1 (Fe3+) + e- → citocromo c1 (Fe2+) V Citocromo c (Fe3+) + e- → citocromo c (Fe2+) V Citocromo a (Fe3+) + e- → citocromo a (Fe2+) V Fe3+ + e- → Fe V ½ O2 + 2 H+ + 2 e- → H2O V

14 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-

15 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

16 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

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

18 Camino de los equivalentes de reducción en el Complejo I

19 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

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

21 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

22 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

23 SINTESIS DE ATP TEORIA QUIMIOSMOTICA
MATRIZ ESPACIO INTERMEMBRANA

24 TRANSLOCACION DE PROTONES Y SINTESIS DE ATP
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25 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 Complejo I (H+ desde matriz hacia espacio interm.) Complejo III (H+ desde matriz, QH2 y hacia espacio interm.) Complejo IV (H+ desde matriz hacia espacio interm.)

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

27 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

28 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 c citc cit a cit a O2 (-0.32) (+0.82) Tetrametil p-fenilendiamina Aceptores artificales de electrones Azul de metileno 2,6 diclorofenol indofenol Ferricanuro

29 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.

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

31 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)

32 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)

33 Oxidaciones alternativas de transporte de electrones en plantas
NADH Ubiquinona oxidasa O2 NADH deshidrogenasa UQ Calor NAD(P)H Deshidrogenasa alternativa

34 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

35 Oxidación peroxisómica de ácidos grasos
OXIDASAS Oxidación peroxisómica de ácidos grasos Citocromo oxidasa Flavoproteína: FADH FAD y O H2O2 Hemoproteína: Fe Fe+++ y O H2O

36 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

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