Reacciones de oxido-Reacciones de oxido-reducciónreducción

Dra. Carolina Rodríguez Navarro.Dra. Carolina Rodríguez Navarro.

Cuando se transfieren los Cuando se transfieren los electrones de un compuesto a electrones de un compuesto a otro, tiene lugar una reacción de otro, tiene lugar una reacción de oxido-reducción.oxido-reducción.

Se oxida el compuesto cuando Se oxida el compuesto cuando pierde o dona sus electrones.pierde o dona sus electrones.

Se reduce el compuesto que Se reduce el compuesto que gana o acepta electrones.gana o acepta electrones.

El movimiento de electrones El movimiento de electrones genera separación de cargas, la genera separación de cargas, la afinidad de las sustancias por los afinidad de las sustancias por los electrones se puede medir con electrones se puede medir con instrumentos que detectan instrumentos que detectan voltaje. voltaje.

En cada par se mide su potencial En cada par se mide su potencial de oxido-reducción o potencial de oxido-reducción o potencial redox.redox.

El potencial redox estándar es El potencial redox estándar es Eo, las concentraciones estándar Eo, las concentraciones estándar son 1.0 M para solutos y para son 1.0 M para solutos y para iones, y es de 1 atm de presión iones, y es de 1 atm de presión para gases. para gases.

Los agentes oxidantes pueden Los agentes oxidantes pueden clasificarse en series según su clasificarse en series según su afinidad por los electrones; afinidad por los electrones; cuanto mayor sea la afinidad, cuanto mayor sea la afinidad, más fuerte será el agente más fuerte será el agente oxidante.oxidante.

Los agentes reductores también Los agentes reductores también se clasifican según su afinidad se clasifican según su afinidad por los electrones; mientras por los electrones; mientras menor sea la afinidad (mayor menor sea la afinidad (mayor facilidad para liberar electrones), facilidad para liberar electrones), más fuerte es el agente reductor.más fuerte es el agente reductor.

Los agentes reductores se Los agentes reductores se ordenan de acuerdo con el ordenan de acuerdo con el “potencial para transferir “potencial para transferir electrones”; las sustancias que electrones”; las sustancias que poseen mayor potencial de poseen mayor potencial de transferencia de electrones como transferencia de electrones como el NADH son agentes reductores el NADH son agentes reductores potentes, mientras que los de bajo potentes, mientras que los de bajo potencial de transferencia de potencial de transferencia de electrones como el H20, son electrones como el H20, son agentes reductores débiles.agentes reductores débiles.

Los agentes oxidantes y Los agentes oxidantes y reductores se encuentran en reductores se encuentran en parejas, como el NAD+ y NADH parejas, como el NAD+ y NADH que difieren en su número de que difieren en su número de electrones.electrones.

Los agentes reductores potentes Los agentes reductores potentes se unen con agentes oxidantes se unen con agentes oxidantes débiles y viceversa.débiles y viceversa.

Cada uno de los casi 20 Cada uno de los casi 20 transportadores de electrones que transportadores de electrones que constituyen la cadena constituyen la cadena transportadora puede existir en su transportadora puede existir en su estado reducido u oxidado.estado reducido u oxidado.

Los portadores de la cadena Los portadores de la cadena transportadora de electrones transportadora de electrones están dispuestos en orden de están dispuestos en orden de potencial redox positivo creciente.potencial redox positivo creciente.

Cada portador se reduce con la Cada portador se reduce con la ganancia de electrones a partir del ganancia de electrones a partir del portador precedente en la cadena portador precedente en la cadena y luego se oxida por la pérdida de y luego se oxida por la pérdida de electrones a favor del portador electrones a favor del portador que le sigue. Por lo tanto, los que le sigue. Por lo tanto, los electrones se pasan de un electrones se pasan de un portador al siguiente y pierden portador al siguiente y pierden energía conforme se desplazan energía conforme se desplazan colina abajo a lo largo de la colina abajo a lo largo de la cadena.cadena.

El aceptor final de esta cadena El aceptor final de esta cadena de cubos de electrones es O2, el de cubos de electrones es O2, el cual acepta los electrones con cual acepta los electrones con energía agotada y se reduce energía agotada y se reduce para formar agua.para formar agua.

Tipos de portadores de Tipos de portadores de electrones.electrones.

La cadena transportadora de La cadena transportadora de electrones se compone de 5 electrones se compone de 5 tipos de portadores de tipos de portadores de electrones unidos con la electrones unidos con la membrana: flavoproteínas, membrana: flavoproteínas, citocromos, átomos de cobre, citocromos, átomos de cobre, ubicuinona ( coenzima Q) y ubicuinona ( coenzima Q) y proteínas con hierro y azúfre. proteínas con hierro y azúfre.

Flavoproteínas.Flavoproteínas. Consisten en un polipéptido Consisten en un polipéptido

unido con fuerza a uno de dos unido con fuerza a uno de dos grupos prostéticos relacionados, grupos prostéticos relacionados, ya sea dinucleótido de flavina ya sea dinucleótido de flavina adenina (FAD) o mononucleótido adenina (FAD) o mononucleótido de flavina (FMN).de flavina (FMN).

Los grupos prostéticos de las Los grupos prostéticos de las flavoproteínas derivan de la flavoproteínas derivan de la riboflavina ( vitamina B2). riboflavina ( vitamina B2).

Las principales flavoproteínas de Las principales flavoproteínas de las mitocondrias son la las mitocondrias son la deshidrogenasa de NADH de la deshidrogenasa de NADH de la cadena de transporte de cadena de transporte de electrones y la deshidrogenasa electrones y la deshidrogenasa de succinato del ciclo de Krebs.de succinato del ciclo de Krebs.

Citocromos.Citocromos. Son proteínas que contienen Son proteínas que contienen

grupos prostéticos hem. Hay tres grupos prostéticos hem. Hay tres tipos distintos de citocromo (a,b tipos distintos de citocromo (a,b y c) en la cadena transportadora y c) en la cadena transportadora de electrones que difieren entre de electrones que difieren entre sí por las sustituciones dentro del sí por las sustituciones dentro del grupo hem. grupo hem.

Tres átomos de cobre.Tres átomos de cobre. Se localizan dentro de un solo Se localizan dentro de un solo

complejo proteico de la complejo proteico de la membrana mitocondrial interna, membrana mitocondrial interna, aceptan y donan un solo electrón aceptan y donan un solo electrón cuando alternan entre los cuando alternan entre los estados de oxidación Cu2+ y estados de oxidación Cu2+ y Cu1+.Cu1+.

Ubicuinona.Ubicuinona. UC o coenzima Q, es una UC o coenzima Q, es una

molécula liposoluble que molécula liposoluble que contiene una cadena hidrófoba contiene una cadena hidrófoba larga compuesta de unidades larga compuesta de unidades isoprenoides de 5 carbonos. isoprenoides de 5 carbonos. Cada ubicuinona puede aceptar Cada ubicuinona puede aceptar u donar dos electrones y dos u donar dos electrones y dos protones.protones.

Proteínas con hierro y Proteínas con hierro y azufre.azufre.

Son proteínas que contienen Son proteínas que contienen hierro en las que los átomos de hierro en las que los átomos de este metal no se localizan dentro este metal no se localizan dentro del grupo hem, sino que están del grupo hem, sino que están unidos con átomos de azufre unidos con átomos de azufre inorgánico como parte del centro inorgánico como parte del centro de hierro-azufre. El complejo de hierro-azufre. El complejo entero es capaz de aceptar y entero es capaz de aceptar y donar un solo electrón.donar un solo electrón.