Electrones





CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES

En un proceso de combustión de glucosa (materia orgánica):



Es una combustión controlada que permite sacar energía de forma muy óptima en cada paso.
La cantidad de energía importante se obtiene en la oxidación de NADH y FADH2 a expensas de reducir el O2.
Esta reacción red-ox es la forma en la que los organismos aeróbicos obtienen energía. Hayexcepciones: hay bacterias que, en vez de reducir O2, usan S y los reduce a sulfídrico(SH2).
Se transforma energía eléctrica en química. Ese transformador es la cadena de transporte de electrones de la membrana interna de la mitocondria. Requiere ser estanco. Son proteínas.
La cadena de transporte de electrones es un mecanismo para pasar electrones de 1 molécula a otra. Algunos saltos generansuficiente energía para bombear H+ del interior de la membrana interna al exterior de la mitocondria.
La cadena de transporte de electrones se transforma en un gradiente de H+. Los gradientes tienden a homogeneizarse y sólo pueden volver a través del tubo que hay (donde se aprovecha la energía liberada por el gradiente de H+ para fabricar ATP a partir de ADP). Se conoce como teoría quimiosmóticade Michel.
Una molécula tiene un potencial red-ox negativo cuando tiene tendencia a ceder electrones a otra molécula. Se le da a un par de H+/H2.
La tendencia a obtener electrones de H+/H2 es el potencia red-ox positivo.
Cuando hay una oxidación y reducción en una reacción red-ox, hay un cambio. La diferencia de potencial red-ox evalúa los cambios que se producen. Se calcula:Pyr + NADH  --->  Lactato + NAD+

La diferencia de potencial red-ox se puede calcular fijándose que hay 2 reacciones diferentes:
2 H+ + 2 e- + Pyr  --> Lactato
NAD+ + 2 e- + H+  --> NADH
Por definición, las semirreacciones electroquímicas son oxidante + e- -> reductor.
El potencial redox del piruvato se obtiene mediante tablas
Los dos son reductores porque tienen un valor negativo.
E0´ es la suma de cadacomponente.E0´= -0.19 + 0.32 = 0.13 V. Se relaciona con la energía de Gibbs.
G´ = - nF E0´

G0´= 2 x 23´06 x 0´13 = - 6 Kcal/mol
Estas reacciones producen calor y depende de las concentraciones de la célula para ser espontáneas.
Esto se puede aplicar a la reacción de oxidación de NADH con el O2.





Estructura de la cadena de transporte de electrones.
La estructura está formada por 3partes: macromolécula, molécula pequeña (citocrom C) y un coenzima Q (Ubiquinona). Son un conjunto de reacciones red-ox.
La NADH-Q reductasa es enorme y tiene 106 D. Tiene 2 tipos de grupos prostéticos que son los responsables de regular NADH (FMN y complejos ferro-sulfurados (manera de contener moléculas de Fe sin estar en la molécula de Hemo (Hierro no hémico)). Manejan los electrones  que sereciben.
El NADH se oxida a NAD+ (transferencia de 2 electrones).  Implica que el FMN se reduzca a FMNH2.
La FMN más 1 e- forman la semiquinona, que si se le suma un segundo e-, se transfiere al segundo enlace y da FMNH2. Estos dos electrones son transferidos a un complejo Fe-S, que pasa de una forma oxidada (FE+3) a una forma reducida (FE+2). El Fe+3 se regenera transfiriéndoselo al co-enzima Q,que cuando recibe 2 e-, se transforma en la QH2.
La ubiquinona                    es una molécula con un potencial red-ox muy bueno. La parte derecha es una estructura que se repite de isopreno. El isopreno es muy importante en biología porque forma diferentes sustancias. La cola confiere a la molécula hidrofílica un elemento completamente hidrofóbico que permite que la ubiquinona se inserte enla membrana mitocondrial interna.
La ubiquinona, cuando capta 1 electrón, se transforma en una semiquinona. Con el segundo electrón, se transforma en reducida (ubiquinol).
La ubiquinona es el punto de entrada para los electrones del FADH2 (tiene un potencial red-ox menos negativo que NADH).
La ubiquinona se regenera cediendo los electrones a la citocromo reductasa. Es un multímero de 10...