TEMA 13: OBTENCIÓN DE LA ENERGÍA CELULAR. LAS BASES DEL METABOLISMO AEROBIO Flashcards
Citrato sintasa
También llamada enzima condensante de Ochoa. Forma citrato a partir de oxalacetato y acetil-coA.
Aconitasa
Forma isocitrato a partir de citrato, a partir de un intermediario: aconitato.
Es una Fe-proteína no hemínica, reversible y estereoespecífica.
Isocitrato deshidrogenasa
Paso de isocitrato a alfa-cetoglutarato
Alfa- cetoglutarato deshidrogenasa
Paso de alfa-cetoglutarato a succinil-coA.
Succinil-coA sintetasa
Paso de succinil-coA a succinato
Succinato deshidrogenasa
Paso de succinato a fumarato
Fumarasa
Paso de fumarato a malato
Malato deshidrogenasa
Paso de malato a oxalacetato
Molécula de 5C
Alfa-cetoglutarato
Primera molécula de 4C
Succinil-coA
¿Cuándo se desprende CO2?
Paso de isocitrato a alfa-cetoglutarato.
Paso de alfa-cetoglutarato a succinil-coA.
Enzimas que presentan hierro
Aconitasa y succinato deshidrogenasa
Enzimas que catalizan los tres procesos irreversibles del ciclo de krebs
Aconitasa, isocitrato deshidrogenasa, alfa-cetoglutarato deshidrogenasa.
Enzima que en vez de encontrarse en la matriz mitocondrial, se encuentra en la membrana interna mitocondrial formando parte del complejo II de la cadena de transporte de electrones.
Succinato deshidrogenasa
4 enzimas con deshidrogenación u oxidación
- Isocitrato deshidrogenasa - alfa-cetoglutarato deshidrogenasa
- succinato deshidrogenasa
- malato deshidrogenasa.
(SIEMPRE HIDROGENASAS)
2 enzimas con descarboxilación
Isocitrato deshidrogenasa
Alfa-cetoglutarato deshidrogenasa
Cetoácido del ácido aspártico
OXALACETATO. Se pueden formar proteínas y a partir de ahí glucosa.
Si hay suficiente acetil-coA, ¿qué compuestos son los limitantes del ciclo de krebs?
Oxalacetato y las enzimas.
Función del ciclo de los ácidos tricarboxílicos
Formar poder reductor (formación de coenzimas reducidos)
Único compuesto para el que la mitocondria no tiene transportadores
OXALACETATO
¿A cuántos ATP equivale un NADH, FADH2 y GTP?
NADH a 2’5ATP
FADH2 a 1’5 ATP
GTP a 1ATP
Definición del ciclo de glioxilato
Ciclo de bacterias y plantas que ocurre en los glioxisomas. Permite transformar grasas en glucosa. Los humanos no pueden.
2 enzimas exclusivas de plantas y bacterias en ciclo de glioxilato
Isocitrato liasa y malato sintasa
¿Qué ocurre en el ciclo de glioxilato?
Al obtenerse isocitrato (como en ciclo de krebs), este gracias a la enzima isocitrato liasa se rompe en succinato y glioxilato. El succinato se transforma en malato y el glioxilato se condensa con acetil-coA formando malato. Se obtienen dos malatos, es decir, dos oxalacetatos. Uno de ellos continúa el ciclo y el otro se transforma en fosfoenol piruvato o piruvato y hace la neoglucogénesis.
¿Las reacciones del metabolismo son espontáneas o no? ¿En qué compuesto convergen?
Son espontáneas. En el acetil-coA.
El oxígeno se necesita para formar agua tras la cadena de transporte de electrones. Pero deja subproductos llamados ROS (reactive oxygenated species) que, ¿qué causa?
Daño o estrés oxidativo
¿Qué significa que los seres terráqueos sean aerobios?
Que se han adaptado para que la mayor parte de ATP sea de origen aerobio.
Excepciones ATP anaerobio en humanos
En eritrocitos (convierten una molécula de glucosa en dos de lactato, el cual se cataboliza de forma aerobia en otras células como las hepáticas hasta CO2 Y H20) y en músculos cuando se realiza ejercicio excesivo.
Ambas FERMENTACIÓN LÁCTICA
¿Qué membrana de la mitocondria es permeable?
La externa
¿Dónde tiene lugar el ciclo de krebs en eucariotas y procariotas?
En eucariotas en la matriz mitocondrial y en procariotas en otros lugares como la membrana plasmática.
Enzimas alostéricas del ciclo de Krebs inhibidas o activadas por ATP
Citrato sintasa
Isocitrato deshidrogenasa
Alfa-cetoglutarato deshidrogenasa
Enzimas inhibidas por el exceso de oxalacetato
Succinil-coA sintetasa
Succinato deshidrogenasa
Enzimas inhibidas por el exceso de oxalacetato
Succinil-coA sintetasa
Succinato deshidrogenasa
Enzima inhibida por exceso de citrato
Citrato sintasa
Enzima inhibida por exceso succinil-coA
Alfa-cetoglutarato deshidrogenasa
VENENOS RESPIRATORIOS
- Fluoracetato o flourcitrato inhibe aconitasa.
- Sales de arsénico (arsenitos) inhibe la alfa-cetoglutarato deshidrogenasa.
- Malonato inhibe succinato deshidrogenasa.
Enzimas que participan en reacciones anapleróticas, activando ciclo de krebs
Enzima málica y piruvato carboxilasa.
Fosforilación oxidativa
Paso de ADP + Pi a ATP
Nombre de los complejos enzimáticos o mitocondriales de la cadena de transporte de electrones
- NADH deshidrogenasa.
- Succinato deshidrogenasa
- Ubiquinona citocromo oxidorreductasa
- Citocromo oxidasa
Número de protones liberados por cada complejo enzimático en cadena de transporte de electrones
Cuatro los complejos I y IV.
Dos el complejo III.
La transferencia de electrones del complejo II al III no tiene una diferencia de potencial suficiente para bombear protones, por lo que el complejo II no bombea.
¿Cuál, NADH O FADH, entra en un nivel energético mayor?
FADH, es más oxidado
Paso de electrones entre complejos
2 electrones del NADH van del complejo I a la ubiquinona que se convierte en ubiquinol. De ahí pasan al complejo III y vuelve a ser ubiquinona. Entonces van al citocromo C y llegan al complejo IV. Por último, estos electrones se unen a dos protones formando hidrógeno y se juntan con oxígeno formando agua que sale de la mitocondria y de la célula. Termina el complejo IV oxidándose de nuevo gracias al oxígeno.
En el caso del FADH los electrones comienzan en complejo II y de ahí a ubiquinona y a complejo III.
Complejos enzimáticos o mitocondriales transmembrana
I, III, IV
Transportadores de electrones
Ubiquinona o coenzima Q y citocromo C.
4 puntos de la teoría quimiosmótica de Mitchell
- Mem. mit. interna impermeable. NADH es más E que FADH2.
- Diferencia de potencial eléctrico de 0,14 V entre el espacio intermembranal y matriz. Fuerza protonmotriz o electroquímica de 21 KJ/mol, y es la suma de ambos potenciales. Potencial químico formado por la diferencia de ph en matriz y espacio y en las células activas es de 1.
- 4 protones liberados por complejos I y IV. 2 protones liberados por complejo III.
- ATP sintasa o ATP asa o complejo V que lleva a cabo la fosforilación oxidativa.
Partes del ATP sintasa
F0- ATP sintasa: Anclado en la membrana mitocondrial interna.
F1-ATP sintasa: Proyectado hacia la matriz y está formado por una cabeza y un cuello (Y).
Gracias a que energía se produce la fosforilación oxidativa.
Gracias a la energía liberada al pasar protones desde el espacio intermembrana hacia la matriz mitocondrial, disipando así el gradiente electroquímico.
¿Cuántos protones se necesitan para producir 1 ATP?
4 protones
¿Cuántos ATP producimos por cada molécula de oxígeno que consumimos?
2’5 ATP o 1’5 ATP
Kg de ATP al día
60 Kg
Venenos respiratorios que afectan al complejo I de CET
Barbituratos, amital, rotenona. Inhiben paso de electrones del NADH a complejo I.
Venenos respiratorios que afectan al complejo II y III de CET
Antimicina. Inhibe el paso de electrones del citocromo b al c.
Venenos respiratorios que afectan al complejo IV del CET
Sustancias asfixiantes: CO, ácido sulfúrico, cianuro y azida sódica. Bloquean el complejo IV.
¿Qué hacen los agentes desacopladores?
Aumentan la permeabilidad de la membrana mitocondrial interna, por lo que disminuye el gradiente de pH. Por tanto, disminuye la fosforilación oxidativa y aumenta la velocidad de la cadena respiratoria. Esto se traduce en menor aporte energético, se disipa calor en forma de fiebre.
Ejemplos de acopladores
Tiroxina. noradrenalina, 2-4DNP y dicumarato. Se unen a los protones y atraviesan la membrana.
Termogeninas, cuanto más haya menor producción de ATP y más delgado.
Nombres coenzima Q o ubiquinona reducida
O-difenol, quinona y ubiquinol
¿Cuándo se pueden producir pérdidas de peso en pacientes por desacoplamientos?
Al sufrir tumores malignos o algunos síndromes
Proteínas que permiten el paso de sustancias a través de la membrana mitocondrial externa
Porinas
¿Cómo entra el oxígeno a la matriz mitocondrial?
Difusión simple. Se transforma con agua en HC0-3 y H+.
Sistemas transportadores simporte
Salida del CO2 y entrada de piruvato y fosfato a la matriz a través del transportador monocarboxilato (piruvato + H+) y transportador fosfato (fosfato + H+)
Sistemas transportadores antiporte
Transportador adenílato (ATP sale de la mitocondria y entra ADP + P).
Transportadores dicarboxilato, tricarboxilato y glutamato/aspartarto (funcionan por concentraciones)
Funcionamiento de la lanzadera mitocondrial de malato
Sirve para introducir NADH citoplasmático y utilizarlo en la síntesis de ATP en mitocondria.
1. La malato deshidrogenasa convierte oxalacetato en malato en citosol (se pierde NADH).
2. Entra malato a la mitocondria por transportador dicarboxílico y sale alfa-cetoglutarato.
3. Malato deshidrogenasa convierte malato en oxalacetato en mitocondria (se obtiene NADH).
4. Se forma alfa-cetoglutarato y aspartato a partir de la unión del oxalacetato al grupo amino de glutamato.
5. Alfa-cetoglutarato y aspartato salen por sus transportadores.
6. Se forma oxalacetato y glutamato a partir de la unión de alfa-cetoglutarato al grupo amino de aspartato. SE REINICIA EL CICLO.
Componentes de la lanzadera mitocondrial de malato
Malato deshidrogenasa, aspartato aminotransferasa, transportador glutamato/malato y transportador oxalacetato/ alfa-cetoglutarato
Funcionamiento de la lanzadera mitocondrial de glicerolfosfato
Menor aporte energético, pues se oxida FADH2.
1. Dihidroxiacetona fosfato se transforma en glicerol 3 fosfato gracias a la enzima glicerol 3 fosfato deshidrogenasa citosólica. (Se pierde NADH).
2. Glicerol 3 fosfato se transforma en dihidroxiacetona fosfato gracias a la enzima glicerol 3 fosfato deshidrogenasa mitocondrial. (Se obtiene FADH2 que se oxida dando 1’5 ATP).
Sistemas enzimáticos que utilizan oxígeno (diferentes a citocromo c oxidasa)
Monooxigenasas (hidroxilasas), dioxigenasas, oxidasas (importantes en metabolismo de aminoácidos y aminas biógenas).
NO PRODUCEN ENERGÍA SOLO METABOLIZAN MOLÉCULAS
Ejemplo ROS y función
Radicales libres oxigenados y participan en la defensa con macrófagos. En exceso provocan lesiones tisulares.
PATOLOGÍAS PROVOCADAS POR ROS
Diabetes, alteraciones cardiovasculares, envejecimiento celular, destrucción membranas…
REACCIÓN DE FENTON Y DE HABER-WEISS
Reacción en la que se unen varias especies oxigenadas reactivas haciéndola muy reactiva.
Mecanismo de defensa biológico contra ROS (Disminuye la cantidad de radicales libres oxigenados)
Transformación de anión superóxido en oxígeno y peróxido de hidrógeno mediante la enzima superóxido dismutasa.
Formas en las que podemos encontrar oxígeno y ¿cuál es más reactivo?
Oxígeno singlete (muy reactivo) y triplete.
Sustancias para reducir ROS
Enzimas nutricionales como flavonoides, carotenoides y polifenoles. Se unen a ellos y después desaparecen.
Enzimas antioxidantes que eliminan oxígeno singlete y radical OH.
