curso bioquímica 18-fosforilación oxidativa
TRANSCRIPT
Fosforilación OxidativaAntonio E. Serrano PhD. MT.Cátedra de Bioquímica - [email protected]
Sumario• Oxido reducción• Generelidades• Reacciones Redox Biológicas
• Foforilación Oxidativa• Transferencia de electrones• Cadena respiratoria• Enlace con el Ciclo de Krebs• Gradiente de Protones y
síntesis de ATP
Conceptos generales• Reacciones de
transferencia electrónica, son reacciones de oxidación reducción:
• Pérdida de e• por una especie química
reducida (que se oxida)
• Ganancia de e• por una especie química
oxidada (que se reduce)
Etapas del catabolismo
• 1. La fuente de e-
• Son compuestos reducidos (ej: glucosa, ac.grasos)
• 2. Reacciones de oxidación: los e-
• Pasan de distintos intermediarios • Metabólicos a transportadores electrónicos con liberación de
energía
• 3. Transporte de e-
• al O2• Aceptor final: acoplado a síntesis de ATP• Fosforilación oxidativa
Etapas del Metabolismo
Reacciones Redox Biológicas• Oxidación: Pérdida de e• Reducción: Ganancia de e• Oxidación y reducción se
producen simultáneamente: el e que pierde la molécula oxidada se capta por otra que se reduce.
Reacciones Redox Biológicas• En los sistemas biológicos
frecuentemente la transferencia de un e se produce unida a la transferencia de un protón (átomo de H) H+ + e• Oxidación = pérdida de
átomos de H (deshidrogenación) • Reducción = ganancia de
átomos de H
• Los e tambien se pueden transferir en forma de ión hidruro (:H-), que incluye 2 e+ H+• Un e transferido en
cualquiera de esas formas se denomina equivalente de reducción
Estados de Oxidación del Carbono
Fosforilación Oxidativa• La fosforilación oxidativa
es el proceso en el que se forma ATP como resultado de la transferencia de electrones desde el NADH o FADH2 aO2 por una serie de transportadores de electrones
• Genera 26 de las 30 moléculas de ATP de la oxidación completa de la glucosa a CO2 y H2O
Resumen• La fosforilación oxidativa es la culminación de una serie de
transformaciones de la energía, llamado respiración celular• 1 º, los combustibles de carbono se oxida en el ciclo del ácido cítrico
para producir electrones con potencial de transferencia de alta• A continuación, esta fuerza motriz de electrones se convierte en una
fuerza protón-motriz• Por último, la fuerza protón-motriz se convierte en fosforilación• 3 electrones impulsados por bombas de protones: • NADH-Q oxidorreductasa,• Q-citocromo c oxidorreductasa• Citocromo c oxidasa
• Contienen centros de oxidación-reducción : quinonas, flavinas, hierro-azufre y hemes e iones de cobre.
• La fase final se lleva a cabo por la ATP sintasa, impulsado por el flujo de protones de nuevo en la matriz mitocondrial
Oxidative decarboxilationof pyruvate, & citric acidcycle take place in matrix,along with fatty acid oxidation
Site of oxidative phosphorylation
Permeable
Mitocondria
8 high-energyelectrons fromcarbon fuels
Electrons reduceO2 to generate aproton gradient
ATP synthesizedfrom protongradient
Respiración Celular
La Escencia del la fosforilación Oxidativa
Oxidation & ATP synthesis are coupled by transmembrane proton flux
Mitocondria
Secuencia de Transportadores de Electrones
Complex Iproton pump
Complex II, does notpump protons
Complex IIIproton pump
Complex IVproton pump
Coenzyme Qelectron shuttle
Cytochrome celectron shuttle
Cadena Respiratoria
Potencial de Reducción
Cadena Respiratoria
Estructura de NADH-Q oxidoreductasa
19
EM at moderate resolution
Matrixside
Consists of at least34 polypeptide chains
NADH is oxidized in the arm,& electrons are transferred toreduce Q in the membrane
Reacciones de transferencia de electron-proton acopladas
Reduction of Q can result in the uptake of 2 protons
Potencial Quimioosmótico
Potencial Quimioosmótico
ATP Sintasa
Rotación del Protón a través del canal
Transportadores Mitocondriales
Oxidación de la Glucosa
26
La gradiente de protones es una forma interconvertible de energía libre