Glucolis

isOxidoreducción

Tema 17: Cadena respiratoria y
Cadena

fosforilación oxidativa
fosforilaci
CONTENIDOS
•Oxidorreducción biológica
•Potencial de oxido-reducción y ∆ de energía libre.
•Cadena respiratoria: composición, organización y localización
•Fosforilación oxidativa: teoría quimiosmótica
quimiosm
• Acoplamiento y rendimiento en la síntesis de ATP.
•ATP-asa mitocondrial
asamitocondrial

Oxidoreducción

Oxido-reducción biológica

Las células oxidan los compuestos orgánicos para generar ATP,
necesario para su trabajo útil.
AH2
A + 2e-+2H+
Perdida de electrones – Oxidación
reducido
oxidado
Ganancia de electrones – Reducción
El flujo de electrones en el metabolismo se canaliza a través de
intermediarios metabólicos hasta transportadores (COENZIMAS REDOX) quepueden convertir la energía del flujo de e- en energía química : ATP.
Ejemplo: La glucosa es un nutriente reducido, una fuente de electrones

NAD+
FAD

NADH
FADH2

ATP

Oxidoreducción

Reacciones de oxidación reducción
Reacciones
A + B+

A+ + B

reducido oxidado

oxidado

A: pierde e-, se oxida

Reductor

B: gana e-, se reduce

reducido

Oxidante

A (red)
B(ox) + eFe2+ + Cu2+
Fe2+
Cu2+ + e-

A (ox) + eB (red)
Fe3+ + Cu+
Fe3+ + eCu+

Fe2+ (donador) / Fe3+ (aceptor): par redox conjugado

Oxidoreducción

Potencial de reducción: Eo
Potencial
n:

Potencial de reducción ( E ): tendencia de un reductor a ceder eEn condiciones estándar ( Eo ):
25º C, 1 atm presión, [oxidante] y [reductor] = 1 M

H+ + e-

Eo = 0 V

½ H2

En condicionesfisiológicas pH = 7 ( Eo´ )

Patrón o par estandar
Eo(H+/1/2H2) = 0,42 V

•Tendencia a adquirir e- > par estándar Eo´

+

Mucha afinidad por e- ->OXIDANTE

•Tendencia a adquirir e- < par estándar Eo´

-

Poca afinidad por e- ->REDUCTOR

Los e- fluyen desde la especie con un Eo´ más bajo (- Eº’) a un Eo´ más alto (+ Eº’),
desde las especies reductoras a las especies oxidantes.Potencial de reducción e ∆G

Oxidoreducción

[aceptor electrones]
RT
E = Eo +
ln
nF
[donador de electrones]
n = nº de e- cedidos
F = cte de Faraday = 96,48 kJ/mol V
El flujo de e- produce una energía libre (∆G ) capaz de realizar trabajo útil
∆Go´ es proporcional a ∆Eo´

∆Go´ = - n F ∆Eo´
∆Eo´ +

∆Go´ -

∆G = - n F ∆E
Reacción espontánea

Oxidoreducción

Respiraciónmitocondrial
mitocondrial
TRANSPORTE ELECTRÓNIC0:
Es un proceso que ocurre en la mitocondria a
través de una serie de transportadores de
electrones (cadena respiratoria) que llevan los edesde los cofactores reducidos (NADH, FADH2)
hasta el O2.

Durante la transferencia de e- desde el NADH o el
FADH2 hasta el O2 se genera flujo de H+ hacia el
espacio intermembranoso, originando una fuerzaprotomotriz que acaba con el resultado de la síntesis
de ATP mediante la ….

• La fosforilación oxidativa constituye
la fuente más importante de ATP en
los organismos aeróbicos

Oxidoreducción

Componentes de la cadena respiratoria
Componentes
Complejos proteicos
Transporte de electrones
desde el NADH

• Complejo I: NADH CoQ oxidorreductasa
• Complejo III: Ubiquinol citocromo coxidorreductasa
• Complejo IV: Citocromo c oxidasa
Transporte de electrones
desde el FADH2
• Complejo II: Succinato CoQ
reductasa

Oxidoreducción

Componentes de la cadena respiratoria
1 Complejos: proteínas con transportadores de eTransportadores de electrones
2 Coenzimas:
NAD+
NADP+

Coenzimas SOLUBLES de enzimas deshidrogenasas

FMN
FAD

UNIDAS covalentemente a flavoproteínas(grupo prostético)

Quinonas: Transportadores en medio no acuoso (membranas)
Ubiquinona, Co Q, Q
Citocromos:
Proteínas con grupo prostético hemo
Centros ferro-sulfurados
Proteínas con Fe asociado a átomos de S

Oxidoreducción

Coenzimas transportadoras de e- :
Coenzimas
NUCLEOTIDOS DE ADENINA
NADH (coenzima soluble)

o

NADH
(reducido)

NAD+
(oxidado)
Adenina

NAD+ +...