fosforilación oxidativa

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Ideas previas

Planteo de preguntas

• ¿En qué consiste?

• ¿Dónde ocurre?

• ¿Cómo se regula?

• Interacción con otras vías metabólicas

Fosforilación Oxidativa

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Hipótesis quimiosmótica (Peter Mitchell, 1961)

1) Flujo de electrones a través de una cadena de transportadores unidos a una membrana.

2) La energía libre de los procesos de transporte electrónico (exergónicos) es acoplada para el proceso de trasporte de protones (endergónico) a través de una membrana impermeable a ellos. Se genera así un potencial electroquímico de membrana.

3) El flujo de protones a través de canales protéicos específicos de membrana provee energía libre, que es usada para catalizar la síntesis de ATP por una proteína de membrana (ATP sintasa) que acopla el flujo de protones a la fosforilación del ADP.

3

En eucariotas la PO transcurre en la mitocondria

4

Los electrones pasan a través de una serie de transportadores ubicados en la membrana interna mitocondrial

5

Transportadores solubles y grupos protéticos

Cofactores del trasporte electrónico

6

O

P O

O

O

N

N5 C

CN1 C

NHCCH3

CH3

O

CH2

CH

CH

CH

CH2

O

P-O

O

OH

OH

OH

CO

OH

C

OH

CH2N

CH

N

N

CH

N

NH2

H

H H

O

H

N

N5 C

CN1 C

NHCCH3

CH3

O

O

R

N

NH

5 C

CN1 C

NHCCH3

CH3

O

O

R

N

NH

5 C

CNH

1 C

NHCCH3

CH3

O

O

R

Flavoquinona(FMN o FAD)

Flavosemiquinona

(FMN. o FAD.)

Flavohidroquinona(FMNH2 o FADH2)

H

H+

H+

H+

e-

e-

A B

FMN (en negro) o FAD (en negro y azul)los átomos reactivos están en rojo

Transportadores solubles y grupos protéticos

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Centros hierro-azufre

8

Complejo I

NADH + Q + 5H+N => NAD+ + QH2+ 4H+

P

9

¿Como llega la quinona al sitio redox?

• Zickermann et al., 209

10

¿Por dónde pasan los protones?

Zickermann et al., 2009• Las subunidades ND2, ND4 y ND5 contienen muchas alfa hélices.• Un glutamato (E) y una lisina (K) muy conservados. • Subunidades homólogas a antiportador Na+/H+ de bacterias.

11

Complejo II

12

Complejo I y complejo II

13

Complejo III

14

Complejo III, ciclo Q

15

Complejo IV

16

Fuerza protón motriz

17

ATP sintasa

18

Mecanismo ATP sintasa

19

Transporte de nucelótiodos y fosfatos

20

¿Cómo llegan los electrones del NADH a la matriz mitocondrial?

21

Misceláneas: ATP sintasa durante hipoxia

22

“Hot in the city tonight” Billy Idol

23

Generación de calor en mamíferos

24

FIN

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Cadena de transporte de electrones en eubacterias (E. Coli)

26

Cadena de transporte de electrones en bacterias quimioautotróficas

27

Demostración experimental de la Fo y gamma

Direct observation of the rotation of F1-ATPase.Noji H, Yasuda R, Yoshida M, Kinosita K Jr.Nature. 1997 Mar 20;386(6622):299-302.

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Mecanismo catalítico de la F1