CICLO DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS
Formaciรณn de Acetil-CoA a partir de Piruvato Descarboxilaciรณn oxidativa del Piruvato y formaciรณn de Acetil-CoA Matriz mitocondrial
Complejo de la piruvato deshidrogenasa
Enzimas
Nombre enzima
Coenzimas
E1
Piruvato descarboxilasa
TTP Pirofosfato de tiamina
E2
Dihidrolipoil transacetilasa
Ă cido lipoico CoA
E3
Dihidrolipoil deshidrogenasa
FAD NAD+
Papel central que desempeĂąa el acetil CoA en el metabolismo
Ciclo krebs • Constituye una vía eficiente de aprovechamiento de E proveniente de los nutrimentos de la dieta. • Ciclo anfibólico (anabólico y catabólico).
• Serie de 8 reacciones que oxidan 1 molécula acetil CoA, dando 2 moléculas de CO2, generando E en forma ATP o equivalentes reductores (NADH o FADH2) • Localización: Todas las células mitocondria
La producción de ATP por cada molécula de acetil CoA oxidada (cada vuelta) • 1 ATP directamente por fosforilación oxidativa
• 9 ATP indirectamente mediante la fosforilación oxidativa de 3 NADH (3x2.5ATP=7.5) y un FADH2 (1x1.5ATP) por la cadena transportadora de electrones. = 9 ATP • = 10 ATP
1.-Formaciรณn de citrato Condensaciรณn de acetilCoA con oxaloacetato para dar citrato
2.-Formaciรณn del Isocitrato
3.-Formaciรณn del a-cetoglutarato + NADH Isocitrato se oxida para formar NADH y CO2
4.-Oxidaciรณn del a-cetoglutarato a Succinil-CoA + NADH
5.-Transformaciรณn del Succinil-CoA en Succinato *
*Nucleotido difosfocinasa transfiere su E al ADP para formar ATP
6.-oxidacion de succinato para la SĂntesis del Fumarato y obtenciĂłn del FADH2
7.-Hidratacion de fumarato para la Formaciรณn de Malato
8.-Oxidacion de malato para la Reconstrucciรณn del oxalacetato.
Ciclo del acido cítrico anfibólico • Vías anfibólicas =procesos anabólicos o catabólicos Catabólicos • Grupos acetilo se oxidan para dar CO2
Anabólico • Oxaloacetato se utiliza en gluconeogenesis y en síntesis aa lisina treonina isoleucina y metionina • α cetoglutarato glutamina, glutamato prolina y arginina • Sintesis de porfirinas como el hem • Sintesis de acidos grasos y colesterol
Regulación a nivel del ciclo: regulación alostérico de las actividades enzimáticas
3 enzimas clave catalizan reacciones irreversibles • CITRATO SINTASA • ISOCITRATO DESHIDROGENASA • α CETOGLUTARATO DESHIDROGENASA
• Todas se activan con Ca2+
• Contracción muscular ↑ Ca2+ = ↑ ACT y ATP • ↑ ATP y NADH= ↑ estado energético = < necesidad de E= inhibe ACT
• http://www.youtube.com/watch?v=56tu7sKFh0 w&feature=related • http://www.youtube.com/watch?v=xQccszInm6 U • http://www.youtube.com/watch?v=OVP54YmSh zE&NR=1 • http://www.youtube.com/watch?v=KTUkaNnota o&feature=related
CADENA TRANSPORTADORA DE ELECTRONES Y FOSFORILACIÃ&#x201C;N OXIDATIVA
• La oxidación de combustible metabólicos Energía en forma de ATP • Adenina • Ribosa • Tres unidades de fosfato
ATP • Contiene enlaces fosfoanhídridos • Cuando el ATP se hidroliza a ADP uno de estos enlaces se rompe, liberando una gran cantidad de engría.
• ATP+H2O ADP + Pi • La E liberada impulsa reacciones metabólicas
Síntesis de ATP El ATP se sintetiza a partir de ADP por 2 procesos 1. Fosforilación a nivel de sustrato 2. Fosforilación oxidativa
FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO • Formación de ATP mediante la fosforilación directa del ADP • No requiere O2
• ADP + Pi = ATP
Ejemplos de fosforilación a nivel de sustrato Ejemplo
Reacción
Enzimas
Glucólisis
1,3 DPG+ ADP 3-PG+ATP PEP+ ADP Piruvato + ATP
Fosfogicerato cinasa Piruvatocinasa
Ciclo ACT
Succinil CoA+GDPSuccinato GTP
Succinil CoA sintetasa
Mitocondria • Etapas finales de la oxidación aeróbica de las biomoléculas • Sitio del ciclo del ácido cítrico y la oxidación de ácidos grasos que generan coenzimas reducidas • Contiene la cadena de transporte de electrones para oxidar las coenzimas reducidas
Mitocondria La membrana mitocondrial externa • Permeable a las moléculas pequeñas. La membrana interna • Impermeable a las sustancias polares e iónicos, es muy plegada en crestas. • Los complejos de proteínas que catalizan las reacciones de fosforilación oxidativa • El transporte de electrones de la cadena ATP sintasa
FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
• La mayor parte del ATP se forma a través de esta vía. • SI Oxígeno • Proceso en el que se forma ATP al transferirse electrones del NADH y FADH , al oxígeno molecular a través de una serie de transportadores de electrones que conforman la cadena transportadora de electrones. 2
• La Energía de oxidación se utiliza para el transporte de protones creando gradiente de protones • El ATP sintasa utiliza la energía del gradiente de protones para producir ATP
Origen de los productos intermedios reducidos NADH y FADH2
NADH Citosol por glucólisis • Mitocondria por ciclo ATC • FADH2 Mitocondrias por ATC • Los 2 donaran sus electrones a la cadena transportadora de electrones.
Cadena transportadora de electrones
• Cadena de transporte electrónico mitocondrial (ETC) • Sistema de transporte electrónico • Conjunto de transportadores situados en la membrana interna (mitocondria), en orden de afinidad electrónica.
Componentes de la cadena transportadora de electrones 4 Complejos proteicos
Los grupos transportadores de electrones dentro de estos complejos son: Flavinas Proteínas Hierro- azufre Grupos hemo o iones de cobre
Acarreadores de electrones
Ubiquinona (Q) (CoQ) Molécula soluble en lípidos que se difunde dentro de la bicapa lipídica, acepta electrones de los complejos y II y los pasar a III.
Citocromo c Asociados con la cara externa de la membrana, transporta los electrones de III a IV
Componentes de la cadena transportadora de electrones Transportador de electrones
Componentes
Función
•Complejo I: •NADH •Ubiquinona •Reductasa
Dos tipos de proteínas redox: •Flavin mononucleotido (FMN) reducido por NADH-FMNH2 •Proteinas hierro-sulfuro 1-5 (FeS) reducidas por NADHFe3+
La enzima cataliza la oxidación de NADH por CoQ Área de bombeo de protones
Complejo II: Succinato ubiquinona reductasa
Enzima del ATC succinato deshidrogenasa FAD Proteinas hierro-sulfuro 1-3
Cataliza la oxidación de FADH2 por CoQ
CoQ
Derivado de la quinona
Hace de lanzadera de electrones de los complejos I y II a III
Componentes de la cadena transportadora de electrones Transportador de electrones
Componentes
Complejo III: Ubiquinolcitocromo c reductasa
Citocromos b Citocromo c1 Proteínas hierrosulfuro
Citocromo c
Citocromo c
Complejo IV: Citocromo C oxidasa
Citocromo a y a3 Dos átomos de cobre
Función
Cataliza la oxidación de CoQ por el citocromo c Área de bombeo de protones Hace de lanzadera de electrones entre los complejos III y IV Cataliza a reducción de cuatro electrones de oxígeno a agua Área de bombeo de protones
REACCIONES DENTRO DE LA CADENA 1. La oxidaciĂłn de ANDH o FADH, inicia el transporte de electrones a lo largo de la cadenas 2. Los electrones del NADH pasan al complejo I y los del FADH2 al II por succinato deshidrogenasa parte del complejo II 3. Cada componente es alternativamente, oxidado y reducido al pasar los electrones a lo largo de la cadena 4. Finalmente los electrones se donan al O2 molecular, reduciĂŠndolo a agua
Complejo I – Complejo deshidrogenasa de NADH • NADH-Ubiquinona reductasa (NADH-deshidrogenasa). • Cataliza la transferencia de 2 e- del NADH a UQ. (QH2)
Complejo II Deshidrogenasa de succinato â&#x20AC;˘ Succinato-ubiquinona reductasa (succinato deshidrogenasa). â&#x20AC;˘ Transfiere e- del succinato a la ubiquinona. UQ
Complejo III de citocromo b *Ubiquinol-Citocromo C reductasa:
eCitocromo C
Transfiere e- de la coenzima Q reducida UQH2 a citocromo C
Complejo IV Citocromo C oxidasa •Complex IV reduces O to water 2
*Cataliza la reducción de 4 e- del O2 a H2O y bombea H+ dentro del espacio intermembranal. Contribución del Citocromo C •Bombea H+ a través del Cit C oxidasa •Consume H+ de la matriz para formar H2O.
Prentice Hall c2002
INHIBIDORES DE LA CADENA RESPIRATORIA INHIBIDOR
Rotenona y amital
ACCIÓN
Inhibe la transferencia de electrones dentro de la NADH deshidrogenasa (Compl I) Antimicina A Inhibe flujo de electrones desde el citocromo b562 reducido hasta el citocromo c (compl III) evitando por tanto la bomba de protones Cianuro, monóxido de Inhibe la transferencia de electrones en el carbono o azufre citocromo oxidasa (complejo IV) Oligomicina y Bloquea la parte del canal de protones de diciclohexicarbodimid la ATP sintetasa disminuyendo la síntesis a (DCCD) de ATP
Síntesis de ATP • TAREA • TEORIA QUIMIOSMOTICA DE MITCHELL
Síntesis de ATPATP sintasa
• Generación de ATP por medio de gradiente de protones F0F1 ATP sintasa utiliza la energía de gradiente de protones para la síntesis de ATP Compuesto por un "mandoy tallo " F1 (perilla) contiene las subunidades catalíticas F0 (tallo) tiene un canal de protones que atraviesa la membrana.
ATP sintasa • FoF1 (F= Factor de acoplamiento). • F = Acopla la fosforilación de ADP a la oxidación de sustratos de la mitocondria. • F1= Cataliza la hidrólisis del ATP (ATPasa o ATPhidrolasa) • Fo= canal de H+ El paso de H+ esta acoplado a la formación de ATP.
• Movimiento de protones por la Fo activa la ATP sintasa • Paso estimado de 3 H + ATP sintetizado • Transporte de electrones y la fosforilacion acoplados a gradiente de protones
Prentice Hall c2002
Chapter 14
65
Prentice Hall c2002
Chapter 14
66
Exposiciones Equipos de 3 • Vía de pentosas fosfato • Ciclo piruvato-malato • Lípidos • Clasificación • Lípidos en la membrana, estructura • Función de lípidos • Digestión y absorción de lípidos • Transporte de lípidos
http://www.youtube.com/watch?v=2MPASL 6Jm_A&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=3NINSWA As_0&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=YECG3FM gnHs&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=JdjCzhAS2N8&feature=related http://www.youtube.com/watch?v=AcY4YaoCm48