Fosforilación oxidativa Flashcards
Qué es la fosforilación oxidativa?
Síntesis de ATP acoplada a la cadena respiratoria mitocondrial; se sintetiza ATP en la mitocondria en presencia de O2.
Describe que ocurre, someramente, en la cadena respiratoria:
Como resultado del traspaso de electrones (atomos de H) desde NADH y FADH2 hacia el O2, se transfieren protones al espacio intermembrana, lo que produce una diferencia en el potencial de membrana y de pH
Se produce un:
- Potencial qco por la diferencia de pH (interior alcalino por la salida de H+)
- Potencial eléctrico (interior negativo por la salida de protones)
Por lo tanto se genera una diferencia de potencial electroquímico que entrega la energía necesaria para la formación de ATP (ATPsintasa)
De qué se compone el complejo de la ATP sintasa (Complejo V)?
- Unidad catalítica (o F1): que se compone de subunidades
a) 3 alfa (en el rotor)
b) 3 beta (en el rotor): participan en la catálisis, para sintetizar ATP a partir de ADP
c) 1 gamma (el palo del paraguas)
d) 1 epsilon (la base del paso del paraguas)
- Bomba/canal de protones (o F0): formada por
a) 10 subunidades C
b) 1 subunidad a
*F0 y F1 están conectadas por una columna externa, compuesta de una subunidad b2 y una delta
OBVIO VER IMAGEN
Qué necesitamos (sustratos) y dónde lo necesitamos, para la formación de ATP?
En la membrana interna de la mitocondria* necesitamos:
- ADP: movido por un transportador de nucleótidos de adenina que pasa ADP a la matriz y ATP al espacio intermembrana
- Fósforo inorgánico (Pi): transportador de fosfatos que mueve (cotransporte) H+ y H2PO4- a la matriz
- : pasando hacia la matriz
Describe la Teoría del acoplamiento quimiosmótico de Mitchell:
Relaciona el bombeo de los protones producido durante la respiración mitocondrial, con la actividad de la ATP sintasa formación de ATP:
Por cada 4 protones que se bombean al espacio intermembrana, 3 de ellos pasan por el canal de protones F0 y 1 es transportado con el Pi, para dar los sustratos necesarios para formar ATP.
En segunda instancia:
El transportador de nucleótidos de adenina lleva el ATP generado a la matriz y entra ADP al espacio intermembrana para aportar con sustrato en la formación del ATP.
Qué inhibidores del complejo V existen?
En la clase se nombra a:
- Aurovertina: inhibe a F1
- Oligomicina: inhibe a F0
Qué molécula es capaz de inhibir a los translocadores de ADP/ADP en la membrana interna de la mitocondria?
El atractilósido
Describe el proceso de formación de ATP en el complejo ATP sintasa:
1) Los protones ingresan a la subinidad “a” de F0
2) Esto produce una rotación del anillo de -10- subunidades c
3) La rotación de este anillo genera el giro de la subunidad gamma
4) Se producen cambios conformacionales en las subunis. beta que favorecen la sintesis de ATP
* Por cada rotación de 120° se forma un ATP
Frente a la rotación de la subunidad gamma de la ATP sintasa, que conformaciones especiales adquiere la sub. beta?
La subunidad beta puede estar:
- Laxa (L)
- Abierta (O): recibe ADP + Pi y despues libera ATP
- Tensa (T): orienta la posición de estos sustratos
Describe al rendimiento neto de la fosforilación oxidativa:
- La ATP sintasa requiere la translocación de 3 H+ por cada ATP que produce
- El transporte desde el citosol a la matriz mitocondria de Pi, rquiere de 1 H+
POR LO TANTO
El rendimiento neto es de 4 H+ por ATP sintetizado{
Además:
- Cuando ingresa NADH al complejo I se transfieren 10 H+ = 2,5 ATP
- Cuando ingresa FADH2 al complejo II se transfieren 6 H+ = 1,5 ATP
Referente a las consideraciones energéticas:
Cuanta energía requiere la unión de ADP y Pi?
Cuanta energía se libera en el traspaso de H desde NADH a O2?
Cuanta energía se libera en el paso de H desde FADH2 a O2?
- Para la formación de ATP se requiere 52 kJ/mol
- Para la formación de agua desde NADH se libera (-, o sea, reacción espontanea) 220 kJ/mol = 2,5 moles de ATP
- Para la formación de agua desde FADH 2se libera (-, o sea, reacción espontanea) 152 kJ/mol = 1,5 moles de ATP
A grandes rasgos que tipos de regulaciones hay en la fosforilación oxidativa?
1) A nivel de la actividad de los transportadores de sustratos, es decir, Pi y ADP/ATP
2) A nivel de la actividad de los citocromo-c oxidadasa: regulable por
a) [O2] : La Km de O2 es de 75 microM y la [O2] en la matriz es de 280 microM; en condiciones fisiológicas esto se mantiene y no modula a la citocromo-c oxidasa, solo afecta en condiciones extremas
b) Potencial de membrana (Vm) mitocondrial: entre 120 y 220 mV el potencial no tiene efecto en la velocidad de formación de ATP y, al igual que [O2] solo afecta en casos extremos
c) Potencial de fosforilación::
Pf = [ATP] / [ADP] [Pi]
A medida que aumenta el potencial, la actividad de la enzima baja.
Esto se debe a que ADP (+) y ATP (-) tienen sitios de unión alostérica en la subunidad IV
**Además las hormonas tiroideas afectan al complejo IV
Qué funciones tienen la hormonas tiroídeas en el complejo enzimatico IV?
Se unen a la subinidad Va (no tiene na que ver) y, además, desplazan el ATP de la subunidad IV, por lo que aumentan la actividad de la enzima citocromo-c oxidasa, al retirar al ATP como regulador alostérico negativo
V o F:
El flujo de electrones y H+ es la cadena respiratoria acopla es un proceso lento en comparación a la formación de ATP en el complejo V. Al estar acopladas, naturalmente la velocidad limitante del primer proceso dicta la velocidad de ambos procesos.
Falso, es todo lo contrario, por alguna razon la sintesis de ATP dicta la velocidad y, al acoplarse con el flujo de ë y H+ ambos adquieren su velocidad.
Qué sustancia es capaz de desacoplar sintesis de ATP y flujo de ë/H+ en la fosforilación oxidativa?
Uno ejemplo es el dinitro-fenol, puesto que disipa el gradiente electroquímico de protones, desconectando ambos procesos; no se produce ATP y el flujo ë/H+ vuelve a su -mas lenta- velocidad normal, se aumenta el consumo O2.
- También nombran al FCCP y Ionóforos
