2014 2 P8 Bombeo De Protones En Levaduras

FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES
LABORATORIO BIOQUÍMICA
Alumno: ___________________________________________ Código: _________________
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Práctica 8: BOMBEO DE PROTONES EN LEVADURAS Y SUS PROCESOS INHIBITORIOS.

OBJETIVO:
•

Relacionar el consumo de glucosa con los cambios de pH producidos por las levaduras.

•

Explicarlos cambios de pH por la generación de protones.

•

Interpretar el efecto de los inhibidores y los desacoplantes sobre el bombeo de protones.

1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS.
El ser humano adulto medio genera la energía metabólica suficiente para sintetizar, cada día, su
propia carga de ATP. La glucólisis y el ciclo del ácido cítrico (ciclo de Krebbs) generan por sí solos
una cantidad relativamente bajade energía en forma de ATP. Sin embargo, seis pasos de
deshidrogenación (uno en la reacción de glucólisis, otro en la reacción de piruvato deshidrogenasa
+
y cuatro más en el ciclo del ácido cítrico) reducen en total 10 moles de NAD a NADH y 2 moles de
FAD a FADH 2 por mol de glucosa. La reoxidación de estos transportadores electrónicos reducidos
genera la mayor parte de la energía necesaria parala síntesis de ATP.
Las células anaerobias mantienen un estado electrónico estacionario mediante la transferencia de
electrones desde los transportadores reducidos a los aceptores electrónicos, como en la reducción
del piruvato a lactato en la glucólisis anaerobia. En cambio las células y los tejidos aerobios
transfieren los electrones en un proceso escalonado (alrededor de una docena dereacciones de
óxido – reducción ligadas consecutivamente y ejecutadas por complejos multiprotéicos), desde los
transportadores reducidos hasta el oxígeno molecular.
El metabolismo aerobio del piruvato genera muchos más equivalentes reductores que el
catabolismo anaerobio. En la respiración, estos equivalentes reductores adoptan la forma de
NADH y FADH 2 , que en células eucariotas se reoxidan mediantelas proteínas de transporte
electrónico unidas y embebidas en la membrana mitocondrial interna. Estas proteínas se
ensamblan en cinco complejos multiprotéicos denominados: I (NADH deshidrogenasa), II
(succinato-coenzima Q óxidorreductasa), III (coenzima Q-citocromo c óxidorreductasa), IV
(citocromo oxidasa) y V (ATP sintasa) (ver figura 1). Los complejos I y II reciben electrones del
NADH y delFADH 2 (estos últimos provenientes del succinato) y los pasan al único transportador
electrónico lipídico, la coenzima Q, que se desplaza libremente a través de la membrana. El
complejo III oxida la forma reducida de la coenzima Q y reduce a su vez el citocromo c, un
transportador electrónico proteico y por último, el complejo IV acopla la oxidación del citocromo c
con la reducción del O 2 a agua.El transporte electrónico genera a su vez la formación de un gradiente de protones a través de la
membrana interna mitocondrial. Los protones se bombean desde la matriz de la mitocondria hacia
la cara citosolica de la membrana interna mitocondrial.

El espacio intermembranal de la mitocondria es 1.4 veces más acido y 0.14 veces más positivo que
la matriz. Este gradiente electroquímico genera alos protones una tendencia termodinámica a
volver hacia la matriz para igualar el pH a ambos lados. La energía de este gradiente protónico se
usa por la ATP sintasa (complejo V) para dirigir la síntesis endergónica de ATP a partir de ADP y
fosfato inorgánico (P i ). El paso de los protones se realiza a través de un canal específico en el
complejo V. El cual es una maquina molecular que orquestrala síntesis de ATP mediante cambios
conformacionales. Esta es la explicación más aceptada en la actualidad acerca del mecanismo
mediante el cual se transforma la energía almacenada en los alimentos en la moneda energética
celular, el ATP. Este modelo de acoplamiento quimiosmótico fue propuesto en 1961 por el
investigador bioquímico británico Peter Mitchell y ha sido comprobado mediante diversos...