Fisiologia

Transporte electrónico y Fosforilación oxidativa

• NADH y FADH2 formados durante la glicolisis;degradación de acidos grasos y aminoácidos y el ciclo del ácido cítrico contienen electrones de alta energía. • La fosforilación oxidativa es el proceso mediante el cual se oxidan estas moléculas transfiriendo sus electrones al O2 y la energía resultante es aprovechada en forma de síntesis de ATP. •Tiene lugar en la mitocondria

• La fosforilación oxidativa es simple en cuanto a concepto, pero compleja en cuanto al mecanismo

(1) Cadena de transporte electronica Conjunto de complejos enzimáticos embebidos en la membrana mitocondrial que oxidan NADH y FADH2 generándose un gradiente de protones (2) ATP sintasa aprovecha la energía del gradiente de protones para producir ATP

TeoriaQuimiosmótica
• Propuesta por Peter Mitchell en los años 60 (Premio Nobel 1978) • Teoria Quimiosmótica: Un gradiente de concentración de protones sirve como almacen de energía que dirige la formación de ATP: la fuerza protonmotriz • La fuerza protonmotriz (∆p) es la energía almacenada en el gradiente de concentración de protones • Los protones que son translocados al espacio intermembranamitocondrial por la cadena de transporte electrónico regresan al interior de la matriz mitocontrial via ATP sintasa

• El bombeo de protones a través de la cadena de transporte electrónico crea una fuerza protonmotriz suma de las contribuciones de un potencial químico y un potencial eléctrico.

Variación de la energia libre debida al bombeo de protones
1. Contribución química ∆Gchem = nRT ln ([H+]in/ [H+]out) (n = numero de protones translocados) 2. Contribución Electrica : ∆ψ= potencial de membrana ∆Gelect = zF∆ψ (z = carga (1.0 para H+), F =96,485 JV-1mol-1 ) • La fuerza protonmotriz es resultado de la contribución de las dos anteriores ecuaciones: ∆p = ∆ψ - (0.059 V) ∆pH • ∆ψ = diferencia de carga entre los dos lados de la membrana en voltios (V) volts (∆Ψ = ∆Ψin - ∆Ψout) • ∆pH = pHin -pHout

La cadena de transporte electrónico mitocondrial
consiste en una serie de transportadores electrónicos, la mayoría proteínas integrales de membrana, con grupos prostéticos capaces de aceptar y ceder uno o dos electrones. El flujo de electrones a través de estos complejos produce también un bombeo de protones al espacio intermembranal

• Cada componente de la cadena puede aceptarelectrones del transportador precedente y transferirlos al siguiente en una secuencia específica. • Ubiquinona (Q) y citocromo c sirven de puentes móviles entre los diferentes complejos proteicos de la cadena de transporte electronico . • El Complejo IV reduce O2 a agua

La complejos proteicos de la cadena de transporte electrónico mitocondrial poseen grupos prostéticos capaces de aceptar y cederuno o dos electrones.

El flujo de electrones a traves de los componentes de la cadena de transporte electronico se realiza en orden de potencial de reducción creciente NADH (agente reductor fuerte, Eo’ = -0.32 volts) O2 (aceptor final de los electrones agente oxidante fuerte, Eo’ = +0.82 volts)

Los grupos prosteticos de cada uno de los componentes tienen diferentes potenciales redox ypueden intervenir en diferentes pasos en la cadena de transporte de electrones.

Grupos transportadores de electrones de la cadena • • • • Ubiquinona (coenzima Q) (Q) Flavina Mononucleótido (FMN) Grupos hemo de los citocromos Centros Fe-S

Ubiquinona (coenzima Q)
• Derivado quinona con larga cadena isoprenoide, el numero de unidades de isopreno depende de la especie. • • Puede presentar tresestados de oxidación Sus reacciones de transferencia de electrones estan acopladas a la unión o liberación de protones: propiedad clave a la hora de transportar protones a traves de la membrana ya que al ser al mismo tiempo pequeña e hidrofóbica puede difundir libremente a través de la membrana interna mitocondrial.

Flavina Mononucleótido (FMN)
• Presente en las flavoproteinas.

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