Fosforilación OxidativaAntonio E. Serrano PhD. MT.Cátedra de Bioquímica - 2012@xideralxideral.com

Sumario• Oxido reducción• Generelidades• Reacciones Redox Biológicas

• Foforilación Oxidativa• Transferencia de electrones• Cadena respiratoria• Enlace con el Ciclo de Krebs• Gradiente de Protones y

síntesis de ATP

Conceptos generales• Reacciones de

transferencia electrónica, son reacciones de oxidación reducción:

• Pérdida de e• por una especie química

reducida (que se oxida)

• Ganancia de e• por una especie química

oxidada (que se reduce)

Etapas del catabolismo

• 1. La fuente de e-

• Son compuestos reducidos (ej: glucosa, ac.grasos)

• 2. Reacciones de oxidación: los e-

• Pasan de distintos intermediarios • Metabólicos a transportadores electrónicos con liberación de

energía

• 3. Transporte de e-

• al O2• Aceptor final: acoplado a síntesis de ATP• Fosforilación oxidativa

Etapas del Metabolismo

Reacciones Redox Biológicas• Oxidación: Pérdida de e• Reducción: Ganancia de e• Oxidación y reducción se

producen simultáneamente: el e que pierde la molécula oxidada se capta por otra que se reduce.

Reacciones Redox Biológicas• En los sistemas biológicos

frecuentemente la transferencia de un e se produce unida a la transferencia de un protón (átomo de H) H+ + e• Oxidación = pérdida de

átomos de H (deshidrogenación) • Reducción = ganancia de

átomos de H

• Los e tambien se pueden transferir en forma de ión hidruro (:H-), que incluye 2 e+ H+• Un e transferido en

cualquiera de esas formas se denomina equivalente de reducción

Estados de Oxidación del Carbono

Fosforilación Oxidativa• La fosforilación oxidativa

es el proceso en el que se forma ATP como resultado de la transferencia de electrones desde el NADH o FADH2 aO2 por una serie de transportadores de electrones

• Genera 26 de las 30 moléculas de ATP de la oxidación completa de la glucosa a CO2 y H2O

Resumen• La fosforilación oxidativa es la culminación de una serie de

transformaciones de la energía, llamado respiración celular• 1 º, los combustibles de carbono se oxida en el ciclo del ácido cítrico

para producir electrones con potencial de transferencia de alta• A continuación, esta fuerza motriz de electrones se convierte en una

fuerza protón-motriz• Por último, la fuerza protón-motriz se convierte en fosforilación• 3 electrones impulsados por bombas de protones: • NADH-Q oxidorreductasa,• Q-citocromo c oxidorreductasa• Citocromo c oxidasa

• Contienen centros de oxidación-reducción : quinonas, flavinas, hierro-azufre y hemes e iones de cobre.

• La fase final se lleva a cabo por la ATP sintasa, impulsado por el flujo de protones de nuevo en la matriz mitocondrial

Oxidative decarboxilationof pyruvate, & citric acidcycle take place in matrix,along with fatty acid oxidation

Site of oxidative phosphorylation

Permeable

Mitocondria

8 high-energyelectrons fromcarbon fuels

Electrons reduceO2 to generate aproton gradient

ATP synthesizedfrom protongradient

Respiración Celular

La Escencia del la fosforilación Oxidativa

Oxidation & ATP synthesis are coupled by transmembrane proton flux

Mitocondria

Secuencia de Transportadores de Electrones

Complex Iproton pump

Complex II, does notpump protons

Complex IIIproton pump

Complex IVproton pump

Coenzyme Qelectron shuttle

Cytochrome celectron shuttle

Cadena Respiratoria

Potencial de Reducción

Cadena Respiratoria

Estructura de NADH-Q oxidoreductasa

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EM at moderate resolution

Matrixside

Consists of at least34 polypeptide chains

NADH is oxidized in the arm,& electrons are transferred toreduce Q in the membrane

Reacciones de transferencia de electron-proton acopladas

Reduction of Q can result in the uptake of 2 protons

Potencial Quimioosmótico

Potencial Quimioosmótico

ATP Sintasa

Rotación del Protón a través del canal

Transportadores Mitocondriales

Oxidación de la Glucosa

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La gradiente de protones es una forma interconvertible de energía libre