Oxidaciones Biológicas

MSc. Elmer René Chávez Araujo

Cátedra de Bioquímica

Introducción

Requerimientos Energéticos celulares

Fototrofismo y Quimitrofismo

Oxidaciones Graduales

Importancia de Coenzimas

Oxidaciones Biológicas

Oxidación

Ganancia de oxígeno

Pérdida de e- o hidrógenos

Reducción

Pérdida de oxígeno

Ganancia de e- o hidrógenos

Potenciales de Reducción

Mitocondrias

Estructura Mitocondrial

Cadena Respiratoria

Cadena Respiratoria

Hidrógenos y e-: equivalentes de reducción

se transfieren juntos en etapas tempranas

el aceptor final de e- es el oxígeno H2O

Sistemas de Transporte Mitocondrias

1.Lanzaderas de Glicerofosfato

Sistemas de Transporte Mitocondrias

2.Translocador ATP/ADP

Transferencia de Equivalentes de Reducción

AH2 + NAD+ A + NADH + H+

AH2 + NADP+ A + NADPH + H+

X

X

AH2 + FAD A + FADH2

X

Transferencia de Equivalentes de Reducción

Transferencia de Equivalentes de Reducción

Mitocondrias

Cadena Respiratoria

Componentes

Flavoproteínas

Centros Sulfoférricos

Coenzima Q o Ubiquinona

Citocromos

Cadena Respiratoria

ComponentesFlavoproteínas

• Tienen Flavina como grupo prostético

Cadena Respiratoria

Componentes

Flavoproteínas

Centros Sulfoférricos

Coenzima Q o Ubiquinona

Citocromos

Cadena Respiratoria

ComponentesCentros Sulfoférricos

• Contienen hierro no hemínico, unido a azufre

• Fe 3+ Fe 2+

Cadena Respiratoria

Componentes

Flavoproteínas

Centros Sulfoférricos

Coenzima Q o Ubiquinona

Citocromos

Cadena Respiratoria

ComponentesCoenzima Q o Ubiquinona

• No unida a Proteínas

• Se aloja en la porción no polar de la membranaplasmática

Cadena Respiratoria

Componentes

Flavoproteínas

Centros Sulfoférricos

Coenzima Q o Ubiquinona

Citocromos

Cadena Respiratoria

ComponentesCitocromos

• Son hemoproteínas

• El Fe 3+ capta e-

• Hay varios tipos:a: a y a3b: b566 y b562c: c y c1

• Orden: potencial de reducción creciente b566 - b562 - c1 – c - a – a3

Cadena Respiratoria

Complejos

Cadena Respiratoria

Complejo I: NADH - Coenzima Q reductasa

Cadena Respiratoria

Complejo II: Succinato - Coenzima Q reductasa

Cadena Respiratoria

Complejo III: Coenzima Q – Cit C reductasa

Cadena Respiratoria

Complejo IV: Citocromo C oxidasa

Cadena de Transporte de Electrones

¿Cómo ocurre la conversión de E liberada tras la transferencia de e- en la

cadena respiratoria, en potencial de transferencia de fosforilos para la

síntesis de ATP?

ADP + Pi ATP + H2O

Reacción Endergónica

Fosforilación Oxidativa

Partículas Submitocondriales

Primeras Evidencias

ATP Sintetasa

ATP Sintetasa

Mecanismos de Fosforilación Oxidativa

1953- Slater- Hipótesis Química

1964- Boyer- Hipótesis Conformacional

1961- Mitchell- Hipótesis Quimiosmótica

Mecanismos de Fosforilación Oxidativa

1961- Mitchell- Hipótesis Quimiosmótica

Acoplamiento de Transporte de Electrones y Translocación de Protones

Hipótesis

ATP Sintetasa

Acoplamiento de Transporte de Electrones y Translocación de Protones

Hipótesis de la Máquina Rotatoria

NADH: 10 H+ 3 ATP

FADH2: 6 H+ 2 ATP

Fosforilación a Nivel del Sustrato

Transferencia Directa de Fosfatos al ADP

Transferencia Indirecta de Energía al ADP

2- PEP + ADP Piruvato + ATP

Succinil-CoA + GDP + Pi Succinato + GTP + CoA-SH Succinato tioquinasa

Piruvato quinasa

Muchas Gracias

Productos de Reducción Parcial de Oxígeno

Peróxidos de Hidrógeno

Radicales libres Superóxidos

Radicales libres Oxhidrilos

Productos de Reducción Parcial de Oxígeno

Radicales libres Oxhidrilos

Son más reactivos

Productos de Reducción Parcial de Oxígeno

Efectos Nocivos

• Ruptura del ADN y modificaciones

• Oxidación de Grupos Sulfhidrilos

• Ataque de Ácidos Grasos Insaturados

Pulmón y Cerebro

Productos de Reducción Parcial de Oxígeno

Mecanismos de Protección

•O2- + • O2

- + 2H+ H2O2 + O2Superóxido Dismutasa

2H2O2 2H2O + O2 Catalasa

ROOH + 2GSH GSSG + ROH + H2O 2H2O2 + 2GSH 2H2O + GSSG

Glutatión Peroxidasa

H2O2 + AH2 2H2O + A Peroxidasa