transporte de electrones y fosforilacion oxidativa (cap. viii)(1)

RITA DE LOPEZ

Cadena de Transporte de Electrones Mitocondrial y Fosforilación Oxidativa

Dos etapas:

1. Cadena de Transporte de Electrones

2. Acoplamiento Quimiosmótico (Mitchell, 1961)

LOCALIZACION: MEMBRANA INTERNA DE LA MITOCONDRIA

El nivel de ADP es el factor determinante de la velocidad de fosforilación oxidativa

denominada CONTROL RESPIRATORIO.Los e- no fluyen desde las moléculas

combustibles hasta el O2 a menos que el ATP necesite ser sintetizado.

Hipótesis Quimiosmótica

1. La ATP sintetasa es un gran complejo proteico con canales para protones que permiten la re-entrada de los mismos.

2. La síntesis de ATP se produce como resultado de la corriente de protones fluyendo a través de la membrana:ADP + Pi ---> ATP

3. Los protones son transferidos a través de la membrana, desde la matriz al espacio intermembrana, como resultado del transporte de electrones que se originan cuando el NADH cede un hidrogeno. La continuada producción de esos protones crea un gradiente de protones.

La Sintasa del ATP es un complejo grande de la proteína con un canal del protón que permita el reingreso de protones. La síntesis del ATP es conducida por la corriente que resulta de los protones que atraviesan la membrana: ADP Pi --- Atp

Estos dos procesos acoplados (bombeo de protones y síntesis de ATP) constituyen la base de la hipótesis quimiosmótica o acoplamiento quimiosmótico (Mitchell, 1961)

El CAT transfiere el poder reductor (NADH y FADH2) que se transfiere a la C. T. E. M. acoplada a la fosforilacion de ADP en la membrana interna.

INTERMEDIARIO DE LA CADENA

NOMBRE/COMPONENTES

COMENTARIO

Complejo INADH

Deshidrogenasa

Esta es una enzima compleja , que contiene un grupo FMN , cuya estructura es similar al FAD; Esta porción de la enzima es la responsable de recibir los electrones del NADH. también posee un centro const ituido por Hierro (Fe) y Azufre (S), que part icipa en la transferencia de electrones hacia el próximo intermediario de la cadena, la coenzima Q

Complejo II

Succinato deshidrogenasa o

Succinato-coenzima Q reductasa

Este complejo es responsable de la oxidación del succinato en el ciclo de Krebs por medio del FAD, dentro el mismo complejo la coenzima FAD reducida (FADH2) entrega el par de electrones al centro activo Ferro-sulfurado similar al del complejo I , el cual también entrega los electrones a la coenzima Q

CoQ Coenzima Q-10Ubiquinona

Es una coenzima Liposoluble, que contiene un anil lo cícl ico de seis miembros

Complejo I IICitocromo C -coenzima Q

oxidorreductasa

Este es un sistema mult ienzimático cuyos centros act ivos se conocen como : Citocromo b, citocromo c1 y la proteína de Rieske ( que contiene un grupo Fe-S)

Complejo IV Citocromo OxidasaEsta enzima es la responsable de entregar los electrones de la cadena a su aceptor f inal que es la molécula de oxígeno.

Complejo V ATP sintasa

Esta enzima es la responsable de la síntesis directa del ATP. La membrana interna de la mitocondria posee mil lones de estas enzimas que se pueden apreciar como pequeñas esferas que sobresalen desde su pared interna.

Las flavinas, Quinonas y los citocromos transportan los e- desde el NADH hasta el

O2.

Dos e- del NADH son transferidos hasta el O2 mediante una serie de transportadores de e-, partiendo de la flavoproteina (FMN) de

la NADH deshidrogenasa, este es el llamado Complejo I.

• Estos e- son transferidos a la CoQ, que es una quinona que puede oxidarse y reducirse con facilidad, es el cofactor de oxidación presente en las mitocondrias.La CoQ sirve como transportador de e- entre las flavoproteinas y los citocromos.

Los e- de la FADH2 (formado en Krebs o CAT durante la oxidación del succinato

hasta fumarato por la succinato deshidrogenasa) se transfieren a la CoQ

igual que la Acetil CoA y la glicerol fosfato deshidrogenasa.

Los citocromos son un grupo de proteinas hemínicas que contienen Fe , el

Fe+2 Fe+3

debido a esto los citocromos en la cadena respiratoria desempeñan el papel de

transportadores de e- .

Existen 5 clases de citocromos que se encuentran a través de la cadena de

transporte electrónico entre la CoQ y el O2. Estos son: los citocromos b, c1 , c,

a y a3 ( citocromos oxidasa).

Los H+se generan en 3 partes a medida que los e- fluyen desde el NADH hasta el O2.

1. Complejo I2. Complejo III3. Complejo IV

Respiración Celular

Producción de Energía a partir del Metabolismo completo de una molécula de

Glucosa

¿Qué sustancias pueden inhibir la cadena respiratoria?

Los inhibidores que bloquean específicamente los transportadores de electrones han proporcionado información muy valiosa sobre su secuencia en la cadena respiratoria.

1.La rotenona (un insecticida), el amital (barbitúrico) y la piericidina (un antibiótico de estructura parecida a la ubiquinona) bloquean el transporte de electrones entre el NADH y la ubiquinona.

Se cree que estos compuestos actúan sobre la NADH coenzima Q reductasa (NADH-deshidrogenasa).

2.La antimicina A (antibiótico) bloquea el transporte de electrones entre el citocromo b y c. El cianuro, sulfuro de hidrógeno y el monóxido de carbono bloquean el transporte entre el complejo citocrómico a el a3 y el O2 ( oxígeno.)

Inhibidores Cadena de Transporte de Electrones