16Fosforilaci N Oxidativa Ciclo I 2015

Bioquímica M. I
Dra. Gladys Toruño de Escobar
Ciclo I-2015

1

Contenido:
I.
II.
III.
IV.

Objetivo de la oxidación de los combustibles.
Formas de producción de ATP
Energía requerida para fosforilar el ADP
Acoplamiento de la oxidación del NADH y del FADH2
con la fosforilación oxidativa: Teoría quimiosmótica
V. Estructura y funcionamiento de la ATP sintasa.
VI. Control respiratorio
VII.Producción de ATP
- Por cada NADH o FADH2
- Por cada tipo de combustible
VIII. Cociente respiratorio.
IX. Inhibidores de la fosforilación oxidativa.
X. Desacopladores de la fosforilación oxidativa con la
cadena respiratoria.
XI. Algunas enfermedades mitocondriales
2

VALOR DEL MES: LA OBJETIVIDAD

La objetividad es ver las
cosas tal y como son, es
reconocer la realidad tal y
como es.
Una persona objetivaes
la que tiene la capacidad
de controlar sus emociones,
de ver las cosas sin suponer
sobre ello y manteniendo la
racionalidad.
3

I. ¿Para qué oxidan las células los combustibles?
Para obtener energía en forma de ATP.
II. ¿Qué procesos permiten la obtención de ATP?
Fosforilación a nivel de sustrato
Proceso mediante el cual se forma ATP al transferirle energía
al ADP desde un sustrato de superaltaenergía.
Fosforilación oxidativa
Proceso mediante el cual se genera ATP como resultado de
la transferencia de electrones desde el NADH o el FADH2 al
O2 a través de la cadena respiratoria.
4

III. ¿Cuánta energía se requiere para fosforilar el ADP?

IV. ¿Cuánta energía se libera cuando se oxidan el NADH y
el FADH2 en la cadena respiratoria?
Los agentes reductores (NADH y FADH2) tienen unpotencial de
reducción negativo y ceden electrones para reducir al agente
oxidante (O2), que tiene un potencial de reducción positivo y
acepta electrones, formándose agua. Este es un proceso
fuertemente exergónico.
½ O2 + 2H+ + 2eNAD+ + H+ + 2e-

H2O °´= +0.82v
NADH °´= -0.32v

G°´= -2 x 23.6Kcal/mol.v x 1.14v
= -52.6Kcal/mol (-220.1 kJ/mol)

5

V. ¿Cómo se acopla la oxidación del NADH y del FADH2con
la síntesis de ATP? = ¿Cómo se acopla la cadena
respiratoria con la fosforilación oxidativa?
En 1961, Peter Mitchell propuso que el transporte de electrones y la
síntesis de ATP se acoplan mediante un gradiente de protones a
través de la membrana mitocondrial interna (teoría quimiosmótica).
Cuando las
mitocondrias están
respirando, el pH
externo es 1,4
unidades menor
que el interno y el
potencialde
membrana es
0,14V positivo en
el exterior
6

V. ¿Cómo se acopla la oxidación del NADH y del FADH2 con
la síntesis de ATP? = ¿Cómo se acopla la cadena
respiratoria con la fosforilación oxidativa?
Peter Mitchell propuso que, una vez que se han transferido protones
hacia el espacio intermembranal, éstos reingresan a la matriz
mitocondrial pasando por la ATP sintasa, lo cual impulsa la síntesisde ATP a partir de ADP + Pi.

7

VI. ¿Qué características tiene la ATP sintasa (complejo V)?
Estructura
Está formada por dos componentes principales:
Unidad Fo (canal transmembranal para los protones), posee
tres tipos de subunidades, en la siguiente relación: a, b2, c12
Unidad F1 (actividad catalítica),
posee cinco tipos de subunidades en la siguiente relación:
 3,  3, , , . Se proyectahacia
la matriz mitocondrial.
Las subunidades c forman un
anillo y las  un tallo, y todo esto
conforma un rotor móvil.

8

VI. ¿Qué características tiene la ATP sintasa (complejo

F1 y FO están conectadas por el tallo
columna externa formada por β2 y δ

γ-ε y por una

-Podemos considerar que el
enzima esta formado por dos
componentes funcionales:
-UNIDAD MOVIL: anillo c y
tallo γε
-UNIDAD ESTATICA:resto
de la molécula

9

VI. ¿Qué características tiene la ATP sintasa?
Funcionamiento
La ATP sintasa cataliza la formación de ATP a partir de ADP y Pi en
presencia de Mg2+
Paul Boyer propuso el mecanismo de cambio de unión para la
síntesis de ATP dirigida por protones.
Cambios en las propiedades de las tres subunidades  permiten la
unión secuencial del ADP y de Pi, la sínteis de ATP y su...