Sesion 5 BIOQUIMICA

UNIVERSIDAD AUTÓNOMAUNIVERSIDAD AUTÓNOMADE GUADALAJARADE GUADALAJARA

INSTITUTO DE CIENCIASINSTITUTO DE CIENCIASBIOLÓGICASBIOLÓGICAS

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BOMBAS ATPasaBOMBAS ATPasaSESION 5SESION 5

AUTOR: C.D. SERGIO JOAQUÍN LÓPEZ NIETO

OBJETIVOSOBJETIVOS

Enlistará las diferentes bombas ATPasa:Enlistará las diferentes bombas ATPasa:NaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa.CaCa++++ ATPasa.ATPasa.HH++ KK++ ATPasa.ATPasa.

Precisará la función de la bomba ATPasa:Precisará la función de la bomba ATPasa:NaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa.CaCa++++ ATPasa.ATPasa.HH++ KK++ ATPasa.ATPasa.

Enlistará las diferentes bombas ATPasa:Enlistará las diferentes bombas ATPasa:NaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa.CaCa++++ ATPasa.ATPasa.HH++ KK++ ATPasa.ATPasa.

Precisará la función de la bomba ATPasa:Precisará la función de la bomba ATPasa:NaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa.CaCa++++ ATPasa.ATPasa.HH++ KK++ ATPasa.ATPasa.

OBJETIVOSOBJETIVOS

Ilustrará la estructura de las diferentes bombasIlustrará la estructura de las diferentes bombasATPasa:ATPasa:NaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa.CaCa++++ ATPasa.ATPasa.HH++ ATPasa.ATPasa.

Precisará el mecanismo de acción de las bombasPrecisará el mecanismo de acción de las bombasATPasaATPasaNaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa.CaCa++++ ATPasa.ATPasa.HH++ ATPasa de la mucosa gástrica.ATPasa de la mucosa gástrica.

Ilustrará la estructura de las diferentes bombasIlustrará la estructura de las diferentes bombasATPasa:ATPasa:NaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa.CaCa++++ ATPasa.ATPasa.HH++ ATPasa.ATPasa.

Precisará el mecanismo de acción de las bombasPrecisará el mecanismo de acción de las bombasATPasaATPasaNaNa++ KK++ ATPasa.ATPasa.CaCa++++ ATPasa.ATPasa.HH++ ATPasa de la mucosa gástrica.ATPasa de la mucosa gástrica.

OBJETIVOSOBJETIVOS

EnlistaráEnlistará loslos fármacosfármacos cardiacoscardiacos quequeutilizanutilizan comocomo mecanismosmecanismos dede acciónacción aa lalabombabomba NaNa KK ATPasaATPasa..

EnlistaráEnlistará loslos fármacosfármacos cardiacoscardiacos quequeutilizanutilizan comocomo mecanismosmecanismos dede acciónacción aa lalabombabomba NaNa KK ATPasaATPasa..

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

EstaEsta proteínaproteína lala caracterizócaracterizó elel danésdanés JensJensSkouSkou porpor casualidadcasualidad enen loslos añosaños 5050´́,, yyporpor elloello recibiórecibió elel premiopremio NóbelNóbel enen 19971997..DesdeDesde entoncesentonces lala investigacióninvestigación hahadeterminadodeterminado muchosmuchos dede loslos aspectosaspectostantotanto dede lala estructuraestructura yy funcionamientofuncionamiento dedelala proteína,proteína, comocomo dede susu funciónfunción enen lalafisiología,fisiología, dede tremendatremenda importanciaimportancia enenmedicinamedicina..

EstaEsta proteínaproteína lala caracterizócaracterizó elel danésdanés JensJensSkouSkou porpor casualidadcasualidad enen loslos añosaños 5050´́,, yyporpor elloello recibiórecibió elel premiopremio NóbelNóbel enen 19971997..DesdeDesde entoncesentonces lala investigacióninvestigación hahadeterminadodeterminado muchosmuchos dede loslos aspectosaspectostantotanto dede lala estructuraestructura yy funcionamientofuncionamiento dedelala proteína,proteína, comocomo dede susu funciónfunción enen lalafisiología,fisiología, dede tremendatremenda importanciaimportancia enenmedicinamedicina..

Definición de bomba Na+ K+Definición de bomba Na+ K+ATPasaATPasa

SistemaSistema enzimáticoenzimático acopladoacoplado aa unaunaproteínaproteína integralintegral dede membranamembrana quequetransportatransporta ionesiones Na+Na+ desdedesde elel interiorinterior dedelala célulacélula hastahasta elel exteriorexterior yy ionesiones K+K+desdedesde elel exteriorexterior alal interiorinterior enen contracontra dedesussus respectivosrespectivos gradientesgradientes dedeconcentraciónconcentración.. EsEs unun ejemploejemplocaracterísticocaracterístico dede transportetransporte activoactivo yaya quequerequiererequiere lala energíaenergía suministradasuministrada porpor elelATPATP..

SistemaSistema enzimáticoenzimático acopladoacoplado aa unaunaproteínaproteína integralintegral dede membranamembrana quequetransportatransporta ionesiones Na+Na+ desdedesde elel interiorinterior dedelala célulacélula hastahasta elel exteriorexterior yy ionesiones K+K+desdedesde elel exteriorexterior alal interiorinterior enen contracontra dedesussus respectivosrespectivos gradientesgradientes dedeconcentraciónconcentración.. EsEs unun ejemploejemplocaracterísticocaracterístico dede transportetransporte activoactivo yaya quequerequiererequiere lala energíaenergía suministradasuministrada porpor elelATPATP..

Precisará la función de la bombaPrecisará la función de la bombaNaNa++KK++ ATP asaATP asa

ElEl funcionamientofuncionamiento dede lala bombabombaelectrogénicaelectrogénica dede Na+/Na+/ K+(sodioK+(sodio--potasio)potasio) ,,sese debedebe aa unun cambiocambio dede conformaciónconformación enenlala proteínaproteína queque sese produceproduce cuandocuando esesfosforiladafosforilada porpor elel ATPATP.. ComoComo elel resultadoresultadodede lala catálisiscatálisis eses elel movimientomovimientotransmembranatransmembrana dede cationes,cationes, yy sese consumeconsumeenergíaenergía enen formaforma dede ATP,ATP, susu funciónfunción sesedenominadenomina transportetransporte activoactivo..

ElEl funcionamientofuncionamiento dede lala bombabombaelectrogénicaelectrogénica dede Na+/Na+/ K+(sodioK+(sodio--potasio)potasio) ,,sese debedebe aa unun cambiocambio dede conformaciónconformación enenlala proteínaproteína queque sese produceproduce cuandocuando esesfosforiladafosforilada porpor elel ATPATP.. ComoComo elel resultadoresultadodede lala catálisiscatálisis eses elel movimientomovimientotransmembranatransmembrana dede cationes,cationes, yy sese consumeconsumeenergíaenergía enen formaforma dede ATP,ATP, susu funciónfunción sesedenominadenomina transportetransporte activoactivo..


LaLa demandademanda energéticaenergética eses cubiertacubierta porpor lalamoléculamolécula dede ATP,ATP, queque alal serser hidrolizada,hidrolizada,separasepara unun grupogrupo fosfato,fosfato, generandogenerando ADPADPyy liberandoliberando lala energíaenergía necesarianecesaria parapara lalaactividadactividad enzimáticaenzimática..

LaLa demandademanda energéticaenergética eses cubiertacubierta porpor lalamoléculamolécula dede ATP,ATP, queque alal serser hidrolizada,hidrolizada,separasepara unun grupogrupo fosfato,fosfato, generandogenerando ADPADPyy liberandoliberando lala energíaenergía necesarianecesaria parapara lalaactividadactividad enzimáticaenzimática..


EnEn laslas mitocondrias,mitocondrias, elel ADPADP eses fosforiladofosforiladodurantedurante elel procesoproceso dede respiraciónrespiración generándosegenerándoseunun reservorioreservorio continuocontinuo dede ATPATP parapara loslos procesosprocesoscelularescelulares queque requierenrequieren energíaenergía.. EnEn esteeste caso,caso, lalaenergíaenergía liberadaliberada induceinduce unun cambiocambio enen lalaconformaciónconformación dede lala proteínaproteína unauna vezvez unidosunidos loslostrestres cationescationes dede sodiosodio aa sussus lugareslugares dede uniónuniónintracelular,intracelular, lolo queque conllevaconlleva susu expulsiónexpulsión alalexteriorexterior dede lala célulacélula..

EnEn laslas mitocondrias,mitocondrias, elel ADPADP eses fosforiladofosforiladodurantedurante elel procesoproceso dede respiraciónrespiración generándosegenerándoseunun reservorioreservorio continuocontinuo dede ATPATP parapara loslos procesosprocesoscelularescelulares queque requierenrequieren energíaenergía.. EnEn esteeste caso,caso, lalaenergíaenergía liberadaliberada induceinduce unun cambiocambio enen lalaconformaciónconformación dede lala proteínaproteína unauna vezvez unidosunidos loslostrestres cationescationes dede sodiosodio aa sussus lugareslugares dede uniónuniónintracelular,intracelular, lolo queque conllevaconlleva susu expulsiónexpulsión alalexteriorexterior dede lala célulacélula..


EstoEsto hacehace posibleposible lala uniónunión dede dosdos ionesiones dedepotasiopotasio enen lala caracara extracelularextracelular queque provocaprovoca laladesfosforilacióndesfosforilación dede lala ATP,ATP, yy lala posteriorposteriortraslocacióntraslocación parapara recuperarrecuperar susu estadoestado inicialinicialliberandoliberando loslos dosdos ionesiones dede potasiopotasio enen elel mediomediointracelularintracelular..

EstoEsto hacehace posibleposible lala uniónunión dede dosdos ionesiones dedepotasiopotasio enen lala caracara extracelularextracelular queque provocaprovoca laladesfosforilacióndesfosforilación dede lala ATP,ATP, yy lala posteriorposteriortraslocacióntraslocación parapara recuperarrecuperar susu estadoestado inicialinicialliberandoliberando loslos dosdos ionesiones dede potasiopotasio enen elel mediomediointracelularintracelular..

Mecanismo de acción de laMecanismo de acción de labomba Nabomba Na++KK++ ATPasaATPasa

LosLos procesosprocesos queque tienentienen lugarlugar enen eleltransportetransporte son,son, secuencialmentesecuencialmente::a)a) UniónUnión dede trestres Na+Na+ aa sussus sitiossitios activosactivos..b)b) FosforilaciónFosforilación dede lala caracara citoplasmáticacitoplasmática dede lala

bombabomba queque induceinduce aa unun cambiocambio dedeconformaciónconformación enen lala proteínaproteína.. EstaEsta fosforilaciónfosforilaciónsese produceproduce porpor lala transferenciatransferencia deldel grupogrupoterminalterminal deldel ATPATP aa unun residuoresiduo dede ácidoácidoaspárticoaspártico dede lala proteínaproteína..

LosLos procesosprocesos queque tienentienen lugarlugar enen eleltransportetransporte son,son, secuencialmentesecuencialmente::a)a) UniónUnión dede trestres Na+Na+ aa sussus sitiossitios activosactivos..b)b) FosforilaciónFosforilación dede lala caracara citoplasmáticacitoplasmática dede lala

bombabomba queque induceinduce aa unun cambiocambio dedeconformaciónconformación enen lala proteínaproteína.. EstaEsta fosforilaciónfosforilaciónsese produceproduce porpor lala transferenciatransferencia deldel grupogrupoterminalterminal deldel ATPATP aa unun residuoresiduo dede ácidoácidoaspárticoaspártico dede lala proteínaproteína..


d)d) UnaUna vezvez liberadoliberado elel NaNa++,, sese unenunen dosdosmoléculasmoléculas dede KK++ aa sussus respectivosrespectivos sitiossitios dedeuniónunión dede lala caracara extracelularextracelular dede lala proteínaproteína..

e)e) LaLa proteínaproteína sese desfosforiladesfosforila produciéndoseproduciéndose ununcambiocambio conformacionalconformacional dede esta,esta, lolo quequeproduceproduce unauna transferenciatransferencia dede loslos ionesiones dede K+K+alal citosolcitosol..

d)d) UnaUna vezvez liberadoliberado elel NaNa++,, sese unenunen dosdosmoléculasmoléculas dede KK++ aa sussus respectivosrespectivos sitiossitios dedeuniónunión dede lala caracara extracelularextracelular dede lala proteínaproteína..

e)e) LaLa proteínaproteína sese desfosforiladesfosforila produciéndoseproduciéndose ununcambiocambio conformacionalconformacional dede esta,esta, lolo quequeproduceproduce unauna transferenciatransferencia dede loslos ionesiones dede K+K+alal citosolcitosol..

ESTRUCTURAESTRUCTURA

LaLa bombabomba sodiosodio potasiopotasio ATPasaATPasa (adenin(adenin--tritri--fosfatasa)fosfatasa) eses unauna proteínaproteína dede membranamembrana quequeactúaactúa comocomo unun transportadortransportador dede intercambiointercambioantiporteantiporte (transferencia(transferencia simultáneasimultánea dede dosdossolutossolutos enen diferentesdiferentes direcciones)direcciones) queque hidrolizahidrolizaATPATP..

EsEs unauna ATPasaATPasa dede transportetransporte tipotipo P,P, eses decir,decir,sufresufre fosforilacionesfosforilaciones reversiblesreversibles durantedurante elelprocesoproceso dede transportetransporte..

LaLa bombabomba sodiosodio potasiopotasio ATPasaATPasa (adenin(adenin--tritri--fosfatasa)fosfatasa) eses unauna proteínaproteína dede membranamembrana quequeactúaactúa comocomo unun transportadortransportador dede intercambiointercambioantiporteantiporte (transferencia(transferencia simultáneasimultánea dede dosdossolutossolutos enen diferentesdiferentes direcciones)direcciones) queque hidrolizahidrolizaATPATP..

EsEs unauna ATPasaATPasa dede transportetransporte tipotipo P,P, eses decir,decir,sufresufre fosforilacionesfosforilaciones reversiblesreversibles durantedurante elelprocesoproceso dede transportetransporte..


EstáEstá formadaformada porpor dosdos subunidades,subunidades, yy ,, quequeformanforman unun tetrámerotetrámero integradointegrado enen lala membranamembrana..LaLa subunidadsubunidad estáestá compuestacompuesta porpor ochoochosegmentossegmentos transmembranatransmembrana yy enen ellaella seseencuentraencuentra elel centrocentro dede uniónunión deldel ATPATP queque seselocalizalocaliza enen elel ladolado citosólicocitosólico dede lala membranamembrana..

TambiénTambién poseeposee dosdos centroscentros dede uniónunión alal potasiopotasioextracelularesextracelulares yy trestres centroscentros dede uniónunión alal sodiosodiointracelularesintracelulares queque sese encuentranencuentran accesiblesaccesibles paraparaloslos ionesiones enen funciónfunción dede sisi lala proteínaproteína estáestáfosforiladafosforilada..

EstáEstá formadaformada porpor dosdos subunidades,subunidades, yy ,, quequeformanforman unun tetrámerotetrámero integradointegrado enen lala membranamembrana..LaLa subunidadsubunidad estáestá compuestacompuesta porpor ochoochosegmentossegmentos transmembranatransmembrana yy enen ellaella seseencuentraencuentra elel centrocentro dede uniónunión deldel ATPATP queque seselocalizalocaliza enen elel ladolado citosólicocitosólico dede lala membranamembrana..

TambiénTambién poseeposee dosdos centroscentros dede uniónunión alal potasiopotasioextracelularesextracelulares yy trestres centroscentros dede uniónunión alal sodiosodiointracelularesintracelulares queque sese encuentranencuentran accesiblesaccesibles paraparaloslos ionesiones enen funciónfunción dede sisi lala proteínaproteína estáestáfosforiladafosforilada..


LaLa subunidadsubunidad contienecontiene unauna solasola regiónregiónhelicoidalhelicoidal transmembranatransmembrana yy nono pareceparece serseresencialesencial parapara elel transportetransporte nini parapara lalaactividadactividad ATPasaATPasa..

LaLa enzimaenzima estáestá glucosiladaglucosilada enen lala caracaraexternaexterna yy requiererequiere dede magnesiomagnesio comocomocofactorcofactor parapara susu funcionamientofuncionamiento yaya queque esesunauna ATPasaATPasa..

LaLa subunidadsubunidad contienecontiene unauna solasola regiónregiónhelicoidalhelicoidal transmembranatransmembrana yy nono pareceparece serseresencialesencial parapara elel transportetransporte nini parapara lalaactividadactividad ATPasaATPasa..

LaLa enzimaenzima estáestá glucosiladaglucosilada enen lala caracaraexternaexterna yy requiererequiere dede magnesiomagnesio comocomocofactorcofactor parapara susu funcionamientofuncionamiento yaya queque esesunauna ATPasaATPasa..

Bomba CaBomba Ca++++--ATPasaATPasa

LaLa bombabomba dede calciocalcio (o(o CaCa++++--ATPasa)ATPasa) dede lalamembranamembrana plasmáticaplasmática sese haha reconocidoreconocido comocomo lalaenzimaenzima fundamentalfundamental enen lala regulaciónregulación dede lalaconcentraciónconcentración citoplasmáticacitoplasmática basalbasal dede esteestecatióncatión..

EstaEsta enzimaenzima queque constituyeconstituye elel 8080%% dede dede laslasproteínasproteínas dede lala membranamembrana deldel retículoretículosarcoplásmico,sarcoplásmico, desempeñadesempeña unun papelpapel importanteimportanteenen lala contraccióncontracción muscular,muscular, queque sese disparadispara porporunun aumentoaumento bruscobrusco deldel nivelnivel dede calciocalcio enen el,el,citosolcitosol..

LaLa bombabomba dede calciocalcio (o(o CaCa++++--ATPasa)ATPasa) dede lalamembranamembrana plasmáticaplasmática sese haha reconocidoreconocido comocomo lalaenzimaenzima fundamentalfundamental enen lala regulaciónregulación dede lalaconcentraciónconcentración citoplasmáticacitoplasmática basalbasal dede esteestecatióncatión..

EstaEsta enzimaenzima queque constituyeconstituye elel 8080%% dede dede laslasproteínasproteínas dede lala membranamembrana deldel retículoretículosarcoplásmico,sarcoplásmico, desempeñadesempeña unun papelpapel importanteimportanteenen lala contraccióncontracción muscular,muscular, queque sese disparadispara porporunun aumentoaumento bruscobrusco deldel nivelnivel dede calciocalcio enen el,el,citosolcitosol..

Bomba Ca++Bomba Ca++--ATPasaATPasa

LaLa CaCa++++--ATPasaATPasa dede lala membranamembranaplasmáticaplasmática eses estimuladaestimulada porpor calmodulinacalmodulina(CaM),(CaM), susu moduladormodulador proteicoproteico natural,natural,fosfolípidosfosfolípidos acídicosacídicos yy ácidosácidos grasosgrasos polipoli--insaturadosinsaturados dede cadenacadena largalarga..

TambiénTambién puedepuede serser estimuladaestimulada mediantemediantefosforilaciónfosforilación porpor lala proteinprotein--quinasaquinasa AA yy porporlala proteinprotein--quinasaquinasa CC..

LaLa CaCa++++--ATPasaATPasa dede lala membranamembranaplasmáticaplasmática eses estimuladaestimulada porpor calmodulinacalmodulina(CaM),(CaM), susu moduladormodulador proteicoproteico natural,natural,fosfolípidosfosfolípidos acídicosacídicos yy ácidosácidos grasosgrasos polipoli--insaturadosinsaturados dede cadenacadena largalarga..

TambiénTambién puedepuede serser estimuladaestimulada mediantemediantefosforilaciónfosforilación porpor lala proteinprotein--quinasaquinasa AA yy porporlala proteinprotein--quinasaquinasa CC..

EstructuraEstructura ATPATP asaasa dede CaCa++++ deldel retículoretículo sarcoplásmico,sarcoplásmico, constaconsta dede

unun solosolo polipéptidopolipéptido dede 110110 KdKd concon unun dominiodominiotransmembranaltransmembranal queque estáestá formadoformado porpor 1010 héliceshélices ..CercaCerca dede lala mitadmitad dede lala masamasa molecularmolecular dede lala proteínaproteínaestáestá constituidaconstituida porpor unauna grangran cabezacabeza citoplasmáticacitoplasmática quequecontienecontiene trestres dominiosdominios distintosdistintos..

EstosEstos trestres dominiosdominios dede lala bombabomba dede CaCa++++ deldel retículoretículosarcoplásmicosarcoplásmico tienentienen distintasdistintas funcionesfunciones..11..-- UnUn dominiodominio (( N)N) sese uneune alal nucleótidonucleótido ATPATP..22..-- OtroOtro (P)(P) aceptaacepta elel grupogrupo fosforilofosforilo enen elel residuoresiduo dede aspartatoaspartato

conservadoconservado..33..-- YY enen elel tercerotercero (A)(A) podríapodría serser unun activadoractivador deldel dominiodominio..

LaLa relaciónrelación entreentre estosestos trestres dominiosdominios cambiacambiasignificativamentesignificativamente concon lala hidrólisishidrólisis dede ATPATP..

ATPATP asaasa dede CaCa++++ deldel retículoretículo sarcoplásmico,sarcoplásmico, constaconsta dedeunun solosolo polipéptidopolipéptido dede 110110 KdKd concon unun dominiodominiotransmembranaltransmembranal queque estáestá formadoformado porpor 1010 héliceshélices ..CercaCerca dede lala mitadmitad dede lala masamasa molecularmolecular dede lala proteínaproteínaestáestá constituidaconstituida porpor unauna grangran cabezacabeza citoplasmáticacitoplasmática quequecontienecontiene trestres dominiosdominios distintosdistintos..

EstosEstos trestres dominiosdominios dede lala bombabomba dede CaCa++++ deldel retículoretículosarcoplásmicosarcoplásmico tienentienen distintasdistintas funcionesfunciones..11..-- UnUn dominiodominio (( N)N) sese uneune alal nucleótidonucleótido ATPATP..22..-- OtroOtro (P)(P) aceptaacepta elel grupogrupo fosforilofosforilo enen elel residuoresiduo dede aspartatoaspartato

conservadoconservado..33..-- YY enen elel tercerotercero (A)(A) podríapodría serser unun activadoractivador deldel dominiodominio..

LaLa relaciónrelación entreentre estosestos trestres dominiosdominios cambiacambiasignificativamentesignificativamente concon lala hidrólisishidrólisis dede ATPATP..

Mecanismo de acciónMecanismo de acción ComoComo resultadoresultado dede loslos dede susu mecanismomecanismo dede acciónacción sese

hanhan reveladorevelado dosdos característicascaracterísticas comunescomunes:: LaLa primeraprimera dondedonde cadacada proteínaproteína puedepuede serser fosforiladafosforilada

enen unun residuoresiduo aspartatoaspartato específicoespecífico.. ParaPara lala bombabomba dedeCaCa++++ deldel retículoretículo sarcoplásmico,sarcoplásmico, estaesta reacciónreacción tienetiene lugarlugarenen elel AspAsp 351351,, sólosólo enen presenciapresencia dede concentracionesconcentraciones dedeCaCa++++ relativamenterelativamente altasaltas..

LaLa segunda,segunda, queque cadacada bombabomba puedepuede pasarpasar por,por, alalmenos,menos, dosdos conformacionesconformaciones distintasdistintas denominadasdenominadas EE11 yyEE22 .. AsíAsí alal menos,menos, cuatrocuatro estadosestados conformacionalesconformacionales(E(E11,E,E11,, P,P, EE22,, P,P, yy EE22)) participanparticipan enen elel procesoproceso dedetransportetransporte..

ComoComo resultadoresultado dede loslos dede susu mecanismomecanismo dede acciónacción sesehanhan reveladorevelado dosdos característicascaracterísticas comunescomunes::

LaLa primeraprimera dondedonde cadacada proteínaproteína puedepuede serser fosforiladafosforiladaenen unun residuoresiduo aspartatoaspartato específicoespecífico.. ParaPara lala bombabomba dedeCaCa++++ deldel retículoretículo sarcoplásmico,sarcoplásmico, estaesta reacciónreacción tienetiene lugarlugarenen elel AspAsp 351351,, sólosólo enen presenciapresencia dede concentracionesconcentraciones dedeCaCa++++ relativamenterelativamente altasaltas..

LaLa segunda,segunda, queque cadacada bombabomba puedepuede pasarpasar por,por, alalmenos,menos, dosdos conformacionesconformaciones distintasdistintas denominadasdenominadas EE11 yyEE22 .. AsíAsí alal menos,menos, cuatrocuatro estadosestados conformacionalesconformacionales(E(E11,E,E11,, P,P, EE22,, P,P, yy EE22)) participanparticipan enen elel procesoproceso dedetransportetransporte..

Mecanismo de acciónMecanismo de acción AA partirpartir dede estosestos cuatrocuatro estadosestados sese proponepropone unun

mecanismomecanismo dede acciónacción dede estasestas enzimasenzimas..11..-- LaLa reacciónreacción cíclicacíclica propuestapropuesta iniciainicia concon ATPATP yy

dosdos ionesiones dede CaCa++++ alal estadoestado EE11..22..-- LaLa enzimaenzima escindeescinde elel ATPATP yy transfieretransfiere elel grupogrupo

fosforilofosforilo alal residuoresiduo claveclave dede aspartatoaspartato.. ElEl calciocalciodebedebe estarestar unidounido aa lala enzimaenzima parapara queque ocurraocurra lalafosforilaciónfosforilación..

33..-- LaLa transicióntransición deldel estadoestado EE11 alal EE22 provocaprovoca lalaeversióneversión dede loslos centroscentros dede uniónunión dede ionesiones dedetaltal formaforma queque loslos ionesiones puedenpueden disociarsedisociarse sólosólohaciahacia lala caracara luminarluminar dede lala membranamembrana..

AA partirpartir dede estosestos cuatrocuatro estadosestados sese proponepropone ununmecanismomecanismo dede acciónacción dede estasestas enzimasenzimas..

11..-- LaLa reacciónreacción cíclicacíclica propuestapropuesta iniciainicia concon ATPATP yydosdos ionesiones dede CaCa++++ alal estadoestado EE11..

22..-- LaLa enzimaenzima escindeescinde elel ATPATP yy transfieretransfiere elel grupogrupofosforilofosforilo alal residuoresiduo claveclave dede aspartatoaspartato.. ElEl calciocalciodebedebe estarestar unidounido aa lala enzimaenzima parapara queque ocurraocurra lalafosforilaciónfosforilación..

33..-- LaLa transicióntransición deldel estadoestado EE11 alal EE22 provocaprovoca lalaeversióneversión dede loslos centroscentros dede uniónunión dede ionesiones dedetaltal formaforma queque loslos ionesiones puedenpueden disociarsedisociarse sólosólohaciahacia lala caracara luminarluminar dede lala membranamembrana..

Mecanismo de acciónMecanismo de acción

44..-- EnEn elel estadoestado EE22 ––P,P, lala enzimaenzima tienetiene unauna bajabajaafinidadafinidad porpor loslos ionesiones dede CaCa++++,, dede formaforma queque seseliberanliberan..

55..-- AlAl liberarseliberarse elel CaCa++++,, sese hidrolizahidroliza elel residuoresiduofosfoaspartatofosfoaspartato yy sese liberalibera elel grupogrupo fosfatofosfato..

66..-- LaLa enzimaenzima cuandocuando carececarece deldel grupogrupo fosforilofosforiloenlazadaenlazada covalentemente,covalentemente, nono eses estableestable enen lalaformaforma EE22.. AA travéstravés dede eversióneversión vuelvevuelve aa lala formaformaEE11,, yy completacompleta asíasí elel ciclociclo..

44..-- EnEn elel estadoestado EE22 ––P,P, lala enzimaenzima tienetiene unauna bajabajaafinidadafinidad porpor loslos ionesiones dede CaCa++++,, dede formaforma queque seseliberanliberan..

55..-- AlAl liberarseliberarse elel CaCa++++,, sese hidrolizahidroliza elel residuoresiduofosfoaspartatofosfoaspartato yy sese liberalibera elel grupogrupo fosfatofosfato..

66..-- LaLa enzimaenzima cuandocuando carececarece deldel grupogrupo fosforilofosforiloenlazadaenlazada covalentemente,covalentemente, nono eses estableestable enen lalaformaforma EE22.. AA travéstravés dede eversióneversión vuelvevuelve aa lala formaformaEE11,, yy completacompleta asíasí elel ciclociclo..

Bomba HBomba H++ ATPasaATPasa -- Bomba deBomba deProtonesProtones

ElEl jugojugo gástricogástrico humanohumano contienecontiene unauna soluciónsolucióndede ácidoácido clorhídricoclorhídrico (H(H++ClCl--)) 00..11 MM.. EsteEste mediomediofuertementefuertemente ácidoácido desnaturalizadesnaturaliza laslas proteínasproteínasingeridas,ingeridas, facilitandofacilitando lala digestióndigestión porpor laslas enzimasenzimasproteolíticas,proteolíticas, comocomo lala pepsinapepsina queque funcionanfuncionan aapHpH ácidoácido..

ElEl ácidoácido clorhídricoclorhídrico eses producidoproducido porpor laslas célulascélulasparietalesparietales queque tapizantapizan lala mucosamucosa gástricagástrica.. ElElprocesoproceso implicaimplica unauna ATPasaATPasa situadasituada enen lalamembranamembrana apicalapical dede lala célula,célula, lala parteparte queque seseenfrentaenfrenta alal lumenlumen deldel estómagoestómago..

ElEl jugojugo gástricogástrico humanohumano contienecontiene unauna soluciónsolucióndede ácidoácido clorhídricoclorhídrico (H(H++ClCl--)) 00..11 MM.. EsteEste mediomediofuertementefuertemente ácidoácido desnaturalizadesnaturaliza laslas proteínasproteínasingeridas,ingeridas, facilitandofacilitando lala digestióndigestión porpor laslas enzimasenzimasproteolíticas,proteolíticas, comocomo lala pepsinapepsina queque funcionanfuncionan aapHpH ácidoácido..

ElEl ácidoácido clorhídricoclorhídrico eses producidoproducido porpor laslas célulascélulasparietalesparietales queque tapizantapizan lala mucosamucosa gástricagástrica.. ElElprocesoproceso implicaimplica unauna ATPasaATPasa situadasituada enen lalamembranamembrana apicalapical dede lala célula,célula, lala parteparte queque seseenfrentaenfrenta alal lumenlumen deldel estómagoestómago..


ElEl transportetransporte activoactivo dede HH++ haciahacia elel exteriorexterior dede lalacélula,célula, ATPATP--dependiente,dependiente, iríairía acompañadoacompañado dedeunun transportetransporte pasivopasivo dede ClCl-- parapara mantenermantener lalaelectroneutralidadelectroneutralidad.. DichoDicho transportetransporte sese haríaharía aatravéstravés dede unauna ClCl--permeasapermeasa.. ElEl resultadoresultado netonetoeses queque enen elel estómagoestómago hayhay unauna concentraciónconcentracióndede HClHCl unun millónmillón dede vecesveces mayormayor queque enencitoplasmacitoplasma dede lala célulacélula..

ElEl transportetransporte activoactivo dede HH++ haciahacia elel exteriorexterior dede lalacélula,célula, ATPATP--dependiente,dependiente, iríairía acompañadoacompañado dedeunun transportetransporte pasivopasivo dede ClCl-- parapara mantenermantener lalaelectroneutralidadelectroneutralidad.. DichoDicho transportetransporte sese haríaharía aatravéstravés dede unauna ClCl--permeasapermeasa.. ElEl resultadoresultado netonetoeses queque enen elel estómagoestómago hayhay unauna concentraciónconcentracióndede HClHCl unun millónmillón dede vecesveces mayormayor queque enencitoplasmacitoplasma dede lala célulacélula..


ElEl protónprotón excretadoexcretado porpor lala bombabomba dede protonesprotonesprovieneproviene dede lala hidrataciónhidratación deldel COCO22 porpor unaunaanhidrasaanhidrasa carbónicacarbónica.. ElEl bicarbonatobicarbonato producidoproducidoes,es, aa susu vezvez intercambiadointercambiado porpor clorocloro enen unaunaproteínaproteína intercambiadoraintercambiadora..

ElEl protónprotón excretadoexcretado porpor lala bombabomba dede protonesprotonesprovieneproviene dede lala hidrataciónhidratación deldel COCO22 porpor unaunaanhidrasaanhidrasa carbónicacarbónica.. ElEl bicarbonatobicarbonato producidoproducidoes,es, aa susu vezvez intercambiadointercambiado porpor clorocloro enen unaunaproteínaproteína intercambiadoraintercambiadora..

Fármacos cardiacos que utilizan comoFármacos cardiacos que utilizan comomecanismos de acción a la bomba Na Kmecanismos de acción a la bomba Na K

ATPasaATPasa LasLas célulascélulas conservanconservan elel contenidocontenido intracelularintracelular

dede NaNa++ bajobajo yy altoalto elel dede KK++,, juntojunto concon ununpotencialpotencial eléctricoeléctrico negativonegativo dentrodentro dede ellasellas..

LaLa bombabomba queque mantienemantiene estosestos gradientesgradientes esesunauna ATPasa,ATPasa, queque eses activadaactivada porpor Na+Na+ K+K+..

LaLa ATPasaATPasa eses unauna proteínaproteína integralintegral dedemembranamembrana yy requiererequiere fosfolípidosfosfolípidos parapara lalaactividadactividad..

LaLa ATPasaATPasa tienetiene centroscentros catalíticoscatalíticos parapara ATPATP yyNaNa++ enen elel ladolado citoplasmáticocitoplasmático dede lala membrana,membrana,peropero elel sitiositio dede uniónunión dede KK++ sese localizalocaliza enen elelladolado extracelularextracelular dede lala membranamembrana..

LasLas célulascélulas conservanconservan elel contenidocontenido intracelularintracelulardede NaNa++ bajobajo yy altoalto elel dede KK++,, juntojunto concon ununpotencialpotencial eléctricoeléctrico negativonegativo dentrodentro dede ellasellas..

LaLa bombabomba queque mantienemantiene estosestos gradientesgradientes esesunauna ATPasa,ATPasa, queque eses activadaactivada porpor Na+Na+ K+K+..

LaLa ATPasaATPasa eses unauna proteínaproteína integralintegral dedemembranamembrana yy requiererequiere fosfolípidosfosfolípidos parapara lalaactividadactividad..

LaLa ATPasaATPasa tienetiene centroscentros catalíticoscatalíticos parapara ATPATP yyNaNa++ enen elel ladolado citoplasmáticocitoplasmático dede lala membrana,membrana,peropero elel sitiositio dede uniónunión dede KK++ sese localizalocaliza enen elelladolado extracelularextracelular dede lala membranamembrana..


ATPasaATPasa LaLa ouabaínaouabaína oo digitalisdigitalis inhibeinhibe aa estaesta ATPasaATPasa

mediantemediante susu uniónunión aa lala regiónregión extracelularextracelular.. ElEl KK++

extracelularextracelular puedepuede serser antagonistaantagonista dede lalainhibicióninhibición dede lala ATPasaATPasa porpor parteparte dede lalaouabaínaouabaína..

LaLa bombabomba dede sodiosodio--potasiopotasio encontradaencontrada enen lalacélulascélulas deldel corazóncorazón eses unauna dianadiana importanteimportanteparapara loslos glucósidosglucósidos cardiacoscardiacos (como(como digoxinadigoxina yyouabaína),ouabaína), drogasdrogas inotrópicasinotrópicas ampliamenteampliamenteusadasusadas enen lala clínicaclínica parapara incrementarincrementar lala fuerzafuerzadede contraccióncontracción..

LaLa ouabaínaouabaína oo digitalisdigitalis inhibeinhibe aa estaesta ATPasaATPasamediantemediante susu uniónunión aa lala regiónregión extracelularextracelular.. ElEl KK++

extracelularextracelular puedepuede serser antagonistaantagonista dede lalainhibicióninhibición dede lala ATPasaATPasa porpor parteparte dede lalaouabaínaouabaína..

LaLa bombabomba dede sodiosodio--potasiopotasio encontradaencontrada enen lalacélulascélulas deldel corazóncorazón eses unauna dianadiana importanteimportanteparapara loslos glucósidosglucósidos cardiacoscardiacos (como(como digoxinadigoxina yyouabaína),ouabaína), drogasdrogas inotrópicasinotrópicas ampliamenteampliamenteusadasusadas enen lala clínicaclínica parapara incrementarincrementar lala fuerzafuerzadede contraccióncontracción..


ATPasaATPasa LaLa digoxinadigoxina eses unun glucósidoglucósido cardiotónico,cardiotónico, usadousado comocomo

agenteagente antiarrítmicoantiarrítmico enen lala insuficienciainsuficiencia cardiacacardiaca yy otrosotrostrastornostrastornos cardíacoscardíacos.. Actúa,Actúa, comocomo efectoefecto directo,directo,inhibiendoinhibiendo lala bombabomba NaNa++ KK++ ATPATP asaasa enen elel corazón,corazón,disminuyendodisminuyendo lala salidasalida dede NaNa++ yy aumentandoaumentando lala entradaentradadede CaCa++++,, porpor lolo queque tienetiene unun efectoefecto inotrópicoinotrópico positivo,positivo,aumentandoaumentando lala fuerzafuerza dede contraccióncontracción deldel músculomúsculocardiacocardiaco;; yy comocomo efectoefecto indirectoindirecto inhibeinhibe lala bombabomba NaNa++

KK++ ATPasaATPasa aa nivelnivel neural,neural, creandocreando unauna estimulaciónestimulaciónvagalvagal queque disminuyedisminuye lala frecuenciafrecuencia cardiacacardiaca yy lalaestimulaciónestimulación simpáticasimpática..

LaLa digoxinadigoxina eses unun glucósidoglucósido cardiotónico,cardiotónico, usadousado comocomoagenteagente antiarrítmicoantiarrítmico enen lala insuficienciainsuficiencia cardiacacardiaca yy otrosotrostrastornostrastornos cardíacoscardíacos.. Actúa,Actúa, comocomo efectoefecto directo,directo,inhibiendoinhibiendo lala bombabomba NaNa++ KK++ ATPATP asaasa enen elel corazón,corazón,disminuyendodisminuyendo lala salidasalida dede NaNa++ yy aumentandoaumentando lala entradaentradadede CaCa++++,, porpor lolo queque tienetiene unun efectoefecto inotrópicoinotrópico positivo,positivo,aumentandoaumentando lala fuerzafuerza dede contraccióncontracción deldel músculomúsculocardiacocardiaco;; yy comocomo efectoefecto indirectoindirecto inhibeinhibe lala bombabomba NaNa++

KK++ ATPasaATPasa aa nivelnivel neural,neural, creandocreando unauna estimulaciónestimulaciónvagalvagal queque disminuyedisminuye lala frecuenciafrecuencia cardiacacardiaca yy lalaestimulaciónestimulación simpáticasimpática..

CONCLUSIÓNCONCLUSIÓN

LasLas bombasbombas ATPasasATPasas sonson transductorestransductores dedeenergía,energía, puespues transformantransforman unauna formaforma dede energíaenergíalibrelibre enen otraotra.. DosDos tipostipos dede bombasbombas dirigidasdirigidas porporATP,ATP, laslas ATPasasATPasas tipotipo PP yy laslas bombasbombas concondominiodominio dede uniónunión aa ATPATP sufrensufren cambioscambiosconformacionalesconformacionales alal unirseunirse ee hidrolizarsehidrolizarse elelATP,ATP, lolo queque provocaprovoca queque unun ionion unidounido sesetransportetransporte aa travéstravés dede lala membranamembrana..

LasLas bombasbombas ATPasasATPasas sonson transductorestransductores dedeenergía,energía, puespues transformantransforman unauna formaforma dede energíaenergíalibrelibre enen otraotra.. DosDos tipostipos dede bombasbombas dirigidasdirigidas porporATP,ATP, laslas ATPasasATPasas tipotipo PP yy laslas bombasbombas concondominiodominio dede uniónunión aa ATPATP sufrensufren cambioscambiosconformacionalesconformacionales alal unirseunirse ee hidrolizarsehidrolizarse elelATP,ATP, lolo queque provocaprovoca queque unun ionion unidounido sesetransportetransporte aa travéstravés dede lala membranamembrana..

CONCLUSIÓNCONCLUSIÓN

TantoTanto laslas CaCa++++ ATPasaATPasa comocomo lala NaK*NaK* ATPasaATPasapertenecenpertenecen alal grupogrupo dede laslas ATPasasATPasas tipotipo P,P,cuyascuyas fosforilaciónfosforilación yy desfosforilacióndesfosforilación estánestánacopladasacopladas aa cambioscambios enen lala orientaciónorientación yy enen lalaafinidadafinidad dede sussus centroscentros dede uniónunión aa ionesiones..

TantoTanto laslas CaCa++++ ATPasaATPasa comocomo lala NaK*NaK* ATPasaATPasapertenecenpertenecen alal grupogrupo dede laslas ATPasasATPasas tipotipo P,P,cuyascuyas fosforilaciónfosforilación yy desfosforilacióndesfosforilación estánestánacopladasacopladas aa cambioscambios enen lala orientaciónorientación yy enen lalaafinidadafinidad dede sussus centroscentros dede uniónunión aa ionesiones..

BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA

Bibliografía : Stryer (pagBibliografía : Stryer (pag-- 345345--346346--347347--348),348),

Baynes (pagBaynes (pag--95),95), Harper (pagHarper (pag-- 478)478)

Bibliografía : Stryer (pagBibliografía : Stryer (pag-- 345345--346346--347347--348),348),

Baynes (pagBaynes (pag--95),95), Harper (pagHarper (pag-- 478)478)

Sesion 5 BIOQUIMICA

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