BOLILLA 2

• ENZIMAS DE OXIDO REDUCCION: La oxidación en los sistemas biológicos. Oxidorreductasas: NAD y FAD Deshidrogenasas. Proteínas ferrosulfuradas. Coenzima Q, Citocromo, Citocromo Oxidasa

• TRANSPORTE ELECTRONICO- FOSFORILACION OXIDATIVA: Cadena Respiratoria. Complejos. Inhibidores y desacoplantes. Síntesis de ATP. Control Respiratorio

• Formación de productos de reducción parcial del oxígeno. Mecanismos de defensa contra las especies reactivas al oxígeno.

• OTROS SISTEMAS DE TRANSPORTE: Sistema Microsomal. Oxigenasas. Catalasas

• METABOLISMO DE XENOBIOTICOS: Fase I y II.

Lugar de translocación de protones

COMPLEJO ATP sintasa

• F1 : 9 subunidades: 3 3

ysitios catalíticos

• Fo: Proteína integral , canal transmembrana para protones con 3 subunidades: a, b2 y c12

• Esta enzima es la que transforma la energía cinética del ATP en energía química.

• El Dr. Boyer (1964) recibió el Premio Nobel al describir la ATP sintasa.

La energía del gradiente de protones se utiliza también para el transporte

• El control de la fosforilación oxidativa permite a la célula producir solo la cantidad de ATP que se requiere para el mantenimiento de sus actividades.

• El valor del cociente P/O, representa el número de moles de Pi que se consumen para que se reduzca cada átomo de O2 a H2O.

• El cociente máximo medido para la oxidación de NADH es 2,5 y para FADH2 es 1,5, para mayor practicidad se consideran 3 ATP y 2 ATP, respectivamente.

Control respiratorio por el aceptor:

• Las mitocondrias solo pueden oxidar al NADH y al FADH cuando hay una concentración suficiente de ADP y Pi.

• Cuando todo el ADP se transformó en ATP, disminuye el consumo de oxígeno y aumenta cuando se suministra ADP.

Inhibidores de la fosforilaciónOligomicina:

•Bloquea el flujo de protones a través de F0, impidiendo la fosforilación.•Se inhibe la síntesis de ATP•Se acumulan protones y se produce una fuerza inversa deteniéndose el transporte de electrones.Desacoplantes: •Compuestos que impiden la síntesis de ATP, pero no bloquean el flujo de electrones, de esa manera desacoplan la cadena respiratoria de la fosforilación oxidativa.•El 2,3-dinitrofenol (DNF) transfiere iones hidrógeno desde el lado externo hacia la matriz y anula el gradiente de protones creado por la cadena respiratoria.

Reacciones del Ciclo Q

El resultado de cada ciclo Q es la oxidación de El resultado de cada ciclo Q es la oxidación de una molécula de CoQHuna molécula de CoQH22, la expulsión de 4 , la expulsión de 4

protones y la transferencia de 2 e- al Cit protones y la transferencia de 2 e- al Cit cc en la en la superficie externa de la membrana de la superficie externa de la membrana de la

mitocondria.mitocondria.

El ciclo Q adapta el cambio de un transportador de El ciclo Q adapta el cambio de un transportador de 2 e-, como CoQ, a un transportador de 1 e-, como 2 e-, como CoQ, a un transportador de 1 e-, como

los Cit y explica la estequiometria de 4 H+ los Cit y explica la estequiometria de 4 H+ translocados por cada par de e- que pasan al Cit c.translocados por cada par de e- que pasan al Cit c.

FORMACION DE PRODUCTOS DE FORMACION DE PRODUCTOS DE REDUCCION PARCIAL DEL OXIGENOREDUCCION PARCIAL DEL OXIGENO

- La etapa final de la CR es la reduccion de una

molécula de O2 por la cesión de 4 electrones.

- El problema de la convergencia simultanea de

los 4 e- a este punto terminal es muy

importante

- Si la reduccion del oxigeno no es completa, se

forman productos tóxicos.

- Estos productos se llaman:

ESPECIES REACTIVAS DEL OXIGENO: EAO, ROS, ESPECIES REACTIVAS DEL OXIGENO: EAO, ROS,

AOSAOS

FORMACION DE PRODUCTOS DE REDUCCION PARCIAL DEL OXIGENO

ESPECIES REACTIVAS DEL OXIGENO

• O2

• O2.-

• H2O2

• OH.-

• Oxígeno Molecular

• Radical Superóxido

• Peróxido de Hidrógeno

• Radical Hidroxilo

2 O2.- + 2 H+

H2O2 + O2

Enzimas antioxidantes

CATALASA

GLUTATION PEROXIDASA

2 H2O2 2H2O + O2

2 GSH + H2O2 GSSG + 2H2O

SUPEROXIDO DISMUTASA

OTROS SISTEMAS DE TRANSPORTE DE OTROS SISTEMAS DE TRANSPORTE DE ELECTRONESELECTRONES

Existen sistemas de transporte distintos de la CR.

Que no participan en la síntesis de ATP

Participan en reacciones de hidroxilaciones y deshidrogenaciones hidroxilaciones y deshidrogenaciones del sustratodel sustrato.

Estos sistemas se encuentran en la fracciónfracción microsomal del retículo microsomal del retículo endoplásmicoendoplásmico.

Un 90% del O2 consumido por las células se emplea en la fosforilación oxidativa.

OXIDASAS Y OXIGENASAS

• Localización: Microsomas y peroxisomas

• No asociados a la producción de ATP• Usan O2 como sustrato

OXIDASAS

OXIGENASAS

No incorporan O2

Oxid.

MONOXIGENASAS

DIOXIGENASAS

Incorporan un átomo de O2

Incorporan los 2 átomos del O2

Oxidación peroxisómica de ácidos grasos

Citocromo oxidasa

Flavoproteína: FADH2 FAD y O2 H2O2

Hemoproteína: Fe++ Fe+++ y O2 H2O

AH + BH2 + O=O A-OH + B + H2O

Un O2 se incorpora al sustrato y el otro O2 forma agua.

Sustrato principal Co-Sustrato

NADH, NADPH, FMNH2, FADH2, BH4

CITOCROMO P-450

Hidroxilación de esteroides

Hidroxilación de fármacos

Hidroxilación de xenobióticos

CITOCROMO b5 Desaturación de ácidos grasos

NADPH

NADP+

CytP450 (oxid)CytP450 (red)

Sustrato Sustrato hidroxilado

O2 H2O

Citocromo P-450Reductasa

(Fe-S)

Citocromo P-450reducido

RH

ROH

O2

H2O

Oxidado

Reducido

Reducido

Oxidado

La hidroxilación de sustancias extrañas, aumenta su La hidroxilación de sustancias extrañas, aumenta su polaridad y solubilidad en agua polaridad y solubilidad en agua facilita su eliminación facilita su eliminación

anula su toxicidad anula su toxicidad aumenta su metabolismo aumenta su metabolismo son son excretadas.excretadas.

Los sistemas de Cit Los sistemas de Cit p450 participan en p450 participan en reacciones de reacciones de oxigenación, oxigenación, desulfuración, desulfuración, desaminación desaminación activas en hígado.activas en hígado.

Son enzimas Son enzimas inducibles, entre los inducibles, entre los inductores inductores fármacos, alimentos fármacos, alimentos asados al carbón.asados al carbón.

Pueden ser Pueden ser inhibidas: consumo inhibidas: consumo simultáneo de jugos simultáneo de jugos cítricos con cítricos con medicamentos.medicamentos. Alcohol: Por cortos períodos inhibe el metabolismo Alcohol: Por cortos períodos inhibe el metabolismo

de medicamentos de medicamentos mas toxicidad. mas toxicidad. Por períodos largos: aumenta la metabolización Por períodos largos: aumenta la metabolización reduce el efecto terapéutico. reduce el efecto terapéutico.

METABOLISMO DE XENOBIÓTICOSMETABOLISMO DE XENOBIÓTICOS

EXPOSICIÓN A SUSTANCIAS QUÍMICAS EXTRAÑAS MEDICAMENTOS

ADITIVOS EN ALIMENTOS CONTAMINANTES AMBIENTALES

IMPORTANCIA BIOMÉDICAIMPORTANCIA BIOMÉDICA

COMPRENSIÓN RACIONAL DE LA FARMACOLOGÍA. TOXICOLOGÍA

INVESTIGACIÓN DEL CÁNCER

EL HÍGADO ES EL PRINCIPAL ÓRGANO DONDE SE LLEVA A CABO LA METABOLIZACIÓN

(DESTOXIFICACIÓN) DE LOS XENOBIÓTICOS

METABOLISMO DE XENOBIOTICOS

FASE I

FASE II

Reacciones de Hidroxilación

•Reacciones de Conjugación

•Metilaciones

Citocromo P-450

AUMENTO DE SOLUBILIDAD > EXCRECION

Hígado: Membrana del retículo endoplásmico Hígado: Membrana del retículo endoplásmico (Microsomas)(Microsomas)

FASE I

XENOBIOTICO (inactivo) XENOBIOTICO (activo)

Profármaco (inactivo) Fármaco (activo)

XENOBIOTICO (activo) XENOBIOTICO (inactivo)

Xenobiótico (menos activo)

La síntesis de Citocromo P-450 es INDUCIBLE

Requiere de NADPH

Los xenobióticos muy hidrófobos persistirían en tejido adiposo si no hubiera conversión a formas más polares

FASE II

CONJUGACIÓN

Glucuronidación

Sulfatación

Acetilación

METILACIÓNS-Adenosil metionina

LOS XENOBIÓTICOS SE HACEN MÁS SOLUBLES Y ASÍ SE LOS XENOBIÓTICOS SE HACEN MÁS SOLUBLES Y ASÍ SE EXCRETAN POR ORINA O BILISEXCRETAN POR ORINA O BILIS

REACCIONES DE CONJUGACION

Glucuroniltransferasa

R: Anilina, ácido benzoico, fenoles, meprobromato, esteroides

R: Alcoholes y fenolesSulfato

transferasa

• GLUCURONIDACION (más frecuente)

• SULFATACIONSULFATACION

R-OH + Ac. GlucurónicoAc. Glucurónico- UDP R-AG (Radical Glucurónico) +

UDP

R-OH + PAPSPAPS (sulfato activo) R-SO4 + PAP

3’-fosfato-5’fosfosulfato de adenosina3’-fosfato-5’fosfosulfato de adenosina

ACETILACION

R-OH + Acetil-CoA R-Acetil + CoA-SH

CONJUGACIÓN CON GLUTATIÓN Tripéptido: glutámico, cisteína y glicina

X + S-Adenosilmetionina XCH3 + S-Adenosil homocisteína

Glutatión- S- transferasa

Metil transferasa

R + GSH R- S- G