Oxidaciones Biológicas MSc. Bioq. María Bárbara De Biasio Cátedra de Bioquímica Facultad de Ciencias Veterinarias
Introducción Requerimientos Energéticos celulares Fototrofismo y Quimitrofismo Oxidaciones Graduales
Oxidaciones Biológicas Ganancia de oxígeno
Oxidación
Pérdida de e- o hidrógenos Pérdida de oxígeno
Reducción
Ganancia de e- o hidrógenos
Potenciales de Reducción
Introducción Requerimientos Energéticos Celulares Fototrofismo y Quimitrofismo Oxidaciones Graduales Importancia de Coenzimas
Introducción Oxidaciones Biológicas
½ O2 + 2H+ + 2e- → H2O
E°’: 0,82v
NADH + H+ → NAD+ + 2H+ + 2e-
E°’: - 0,32v
∆G°’: - n F∆E°’
∆E°’: 1,14v
∆G°’: - 2 F 0,82- (-0,32) ∆G°’: - 2 F 1,14 ∆G°’: - 52,6 Kcal/mol Reacción Exergónica
Introducción Oxidaciones Biológicas SustratoH2
A
BH2
C
H 2O
Sustrato
AH2
B
CH2
½ O2
Energía
-
Energía
Energía
Energía
Escala de Potenciales de Reducción
+
Mitocondrias Estructura Mitocondrial
Cadena Respiratoria
Potencial de Reducción Menor
Potencial de Reducción Mayor
Cadena Respiratoria
Hidrógenos y e-: equivalentes de reducción se transfieren juntos en etapas tempranas
el aceptor final de e- es el oxígeno H2O
Transferencia de Equivalentes de Reducción
AH2 +
AH2 +
NAD+
X
A + NADH + H+
X + NADP
X
A + NADPH + H+
AH2 + FAD A + FADH2
Transferencia de Equivalentes de Reducción
Coenzimas
Transferencia de Equivalentes de Reducción
Coenzimas
Mitocondrias
Cadena Respiratoria Componentes Flavoproteínas Centros Sulfoférricos Coenzima Q o Ubiquinona Citocromos
Cadena Respiratoria Componentes Flavoproteínas • Tienen Flavina como grupo prostético
Cadena Respiratoria Componentes Flavoproteínas Centros Sulfoférricos Coenzima Q o Ubiquinona Citocromos
Cadena Respiratoria Componentes Centros Sulfoférricos • Contienen hierro no hemínico, unido a azufre
• Fe 3+ Fe 2+
Cadena Respiratoria Componentes Flavoproteínas Centros Sulfoférricos Coenzima Q o Ubiquinona Citocromos
Cadena Respiratoria Componentes
Coenzima Q o Ubiquinona
• No unida a Proteínas • Se aloja en la porción no polar de la membrana plasmática
Cadena Respiratoria Componentes Flavoproteínas Centros Sulfoférricos Coenzima Q o Ubiquinona Citocromos
Cadena Respiratoria Componentes Citocromos • Son hemoproteínas • El Fe
3+
capta e-
• Hay varios tipos: a: a y a3 b: b566 y b562 c: c y c1 • Orden: potencial de reducción creciente b566 - b562 - c1 – c - a – a3
Cadena Respiratoria Complejos
Cadena Respiratoria Complejo I: NADH - Coenzima Q reductasa
Cadena Respiratoria Complejo II: Succinato - Coenzima Q reductasa
Cadena Respiratoria Complejo III: Coenzima Q – Cit C reductasa
Cadena Respiratoria Complejo IV: Citocromo C oxidasa
Resumiendo………………. Sustrato
Coenzimas Reducidas
Otros Aceptores
Agua
Cadena de Transporte de Electrones
¿Cómo ocurre la conversión de E liberada tras la transferencia de e- en la cadena respiratoria, en potencial de transferencia de fosforilos para la síntesis de ATP?
Fosforilación Oxidativa
ADP + Pi ATP + H2O Reacción Endergónica
Primeras Evidencias- ´60
Partículas Submitocondriales
ATP Sintasa
F1
F0
ATP Sintetasa
F1
F0
Mecanismos de Fosforilación Oxidativa
1953- Slater- Hipótesis Química 1964- Boyer- Hipótesis Conformacional 1961- Mitchell- Hipótesis Quimiosmótica
Mecanismos de Fosforilación Oxidativa 1961- Mitchell- Hipótesis Quimiosmótica
Acoplamiento de Transporte de Electrones y Translocación de Protones Hipótesis
Acoplamiento de Transporte de Electrones y Translocación de Protones
ATP Sintetasa
Hipótesis de la Máquina Rotatoria
NADH: 10 H+ 3 ATP FADH2: 6 H+ 2 ATP
Fosforilación a Nivel del Sustrato Transferencia Directa de Fosfatos al ADP Piruvato quinasa
2- PEP + ADP
Piruvato + ATP
Transferencia Indirecta de Energía al ADP Succinato tioquinasa
Succinil-CoA + GDP + Pi Succinato + GTP + CoA-SH
Muchas Gracias
Sistemas de Transporte Mitocondrias 1.Lanzaderas de Glicerofosfato
Sistemas de Transporte Mitocondrias 2.Translocador ATP/ADP
Productos de Reducción Parcial de Oxígeno Peróxidos de Hidrógeno Radicales libres Superóxidos
Radicales libres Oxhidrilos
Productos de Reducción Parcial de Oxígeno
Radicales libres Oxhidrilos Son más reactivos
Productos de Reducción Parcial de Oxígeno Efectos Nocivos • Ruptura del ADN y modificaciones • Oxidación de Grupos Sulfhidrilos • Ataque de Ácidos Grasos Insaturados
Pulmón y Cerebro
Productos de Reducción Parcial de Oxígeno Mecanismos de Protección •O2- +• O2- + 2H+ H2O2 + O2 2H2O2 2H2O + O2
Superóxido Dismutasa
Catalasa
ROOH + 2GSH GSSG + ROH + H2O 2H2O2 + 2GSH 2H2O + GSSG H2O2 + AH2 2H2O + A
Peroxidasa
Glutatión Peroxidasa
