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Actualmente Doctora en Salud Pública.
DIAPOSITIVA O ARCHIVO PPT.
Presentación de la cátedra sobre: Bioenergética. Tema 06 (continuación) de Bioquímica.
BIOENERGÉTICA Continuación...
Mg. Soledad Llañez Bustamante
2. Reacciones Acopladas
• Ocurren cuando el producto de una reacción es el sustrato de otra.
• Las células generalmente acoplan una reacción exergónica con una endergónica, como las reacciones mediadas por ATP.
Glucosa + Pi → Glucosa6P ΔG° de + 3,3 Kcal/mol
ATP + H2O → ADP + Pi ΔG° de -7,3 Kcal/mol
Glucosa + ATP → Glucosa6P + ADP ΔG° de – 4,0 Kcal/mol
3. En los organismos vivos, las reacciones exergónicas y endergónicas se encuentran acopladas entre sí. Los vías catabólicas (exergónicas) producen energía útil que es aprovechada para la síntesis de ATP (endergónico). Este se descompone (exergónico) y la energía libre puede ser empleada en los procesos anabólicos o también en otras formas de trabajo. Por lo tanto el ATP constituye el intermediario común en los procesos de intercambio de energía, tanto sean éstos exergónicos o endergónicos. Excepcionalmente, esta función puede ser cumplida por otros nucleótidos trifosfatos.
Glucosa + Pi + Energía → glucosa-6-fosfato + H2O
4. ATP es donador de energía ATP
Permite acoplamiento de Reacciones Desfavorables termodinámicamente a favorables.
5. CICLO DEL ATP /ADP EN LA TRANSFERENCIA DE FOSFATO DE ALTA ENERGÍA
6. Acoplamiento fosforilación de glucosa
Uso de Creatina fosfato como fuente energética y dispensador de ATP muscular
Ruptura del ATP en ADP *+ PPi ΔG°´ - 30,5 KJ/mol
Ciclo del ATP ADP EN LA TRANFERENCIA DE FOSFATO
ATP + AMP Adenil Cinasa 2 ADP
ATP → AMP + PPi
PPi + H2O Fosftasa inorganica 2Pi ΔG°´ - 19,2 Kj/mol
7. Ciclos del fosfato e intercambio de nucleótidos
8. REACCIONES DE ACOPLAMIENTO
•1.- Energía de Hidrólisis del ATP y una enzima
•GLUTAMATO + NH4 Glutamina + ADP + Pi Glutamina sintetasa
2.- En reacciones asociadas con varias enzimas y el ATP (base energética y estructural)
Glucosa + ATP Glucosa 6 P + ADP
Cinasa Glucosa 6 P Glucosa 1 P Mutasa
Glucosa 1 P + Fructosa Sacarosa Sintetasa
Se lleva comp. de baja a alta energía.
9. 3.- Metabolitos de baja y alta energía (Ausencia de ATP )
NAD+ + Malato NADH+H+ + OAA Δ G °´+ 6,7 Kcal/mol
OAA + Acetil ScoA Citrato + HSCoA Δ G °´ -9,o Kcal/mol
--------------------------------------------------------------------------------
NAD+ + Malato + Acetil SCoA Citrato + HSCoA + NADH+H+
ΔG°´ :-2,3 Kcal/mol
4.- Acoplamiento Quimiosmótico Producción de protones y transporte de electrones a nivel de mitocondria.
Piruvato LACTATO
Piruvato aerobiosis : Mitocondria PIRUVATO ( Carboxilacion de OAA)
10. Procesos Metabólicos (Oxidat)
11. Tabla. Complejo Piruvato deshidrogenasa de la Escherichia coli.
| Enzima | Abreviación | Número de cadenas | Grupo prostético | Reacción catalizada |
|---|---|---|---|---|
| Piruvato deshidrogenasa componente | E1 | 24 | TPP | Descarboxilación oxidativa del piruvato |
| Dihidrolipoil transacetilasa | E2 | 24 | Lipoamida | Transferencia del grupo acetil a la Coenzima A |
| Dihidrolipoil deshidrogenasa | E3 | 12 | FAD | Regeneración de la forma oxidada de la lipoamida |
12. Piruvato - Descarboxilación CO2 - Oxidación 2e- - Transferencia de CoA - Acetil Coa
13. Ciclo del ácido cítrico
14. Ciclo del ácido cítrico
15. Ciclo del ácido cítrico
16.
| ENZIMA | SUSTRATO | PRODUCTO | COFACTOR | REACCIÓN |
|---|---|---|---|---|
| CITRATO SINTA5A |
ACETlL-CoA OAA |
CITRATO | NO TIENE | CONDENSACIÓN |
| ACONITASA | CITRATO | ISOCITRATO | CENTRO Fe-S | ISOMERIZACIÓN |
| ISOCITRATO DHASA |
ISOCITRATO | alfa-CETOGLUTARATO | NAD+ | DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA |
| alfa-CETOGLUTARATO DHASA |
alfa-CETOGLUTARATO | SUCCINIL-CoA | PPT-LIPOATO-CoA-FAD-NAD+ | DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA |
| SUCCINATO SINTASA | SUCCINIL-CoA | SUCCINATO | NO TIENE GDP + Pi → GTP |
FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO |
| SUCCINATO DHASA |
SUCCINATO | FUMARATO | FAD | OXIDACION |
| FUMARASA | FUMARATO | MALATO | NO TIENE | HIDRATACIÓN |
| MALATODHASA | MALATO | OAA | NAD+ | OXIDACIÓN |
17. TABLA. Ciclo del ácido cítrico.
| Etapa | Reacción | Enzima | Grupo Prostético | Tipo * | kcal mol^-1 | kJ mol^-1 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Acetil CoA + oxalacetato + H2O → citrato + CoA + H+ |
Citrato Sintasa | a | -7.5 | -31.4 | |
| 2a | Citrato ↔ cis-aconitato + H2O | Aconitasa | Fe-S | b | +2.0 | +8.4 |
| 2b | cis-Aconitato + H2O ↔ isocitrato | Aconitasa | Fe-S | c | -0.5 | -2.1 |
| 3 | Isocitrato + NAD+ ↔ alfa-cetoglutarato + CO2 + NADH |
Isocitrato deshidrogensa |
d+e | -2.0 | -8.4 | |
| 4 | alfa-cetoglutarato + NAD+ + CoA ↔ succinil CoA + CO2 + NADH |
Complejo alfa-cetoglutarato deshidrogenasa |
Ácido lipoico, FAD, TPP | d+e | -7.2 | -30.1 |
| 5 | Succinil CoA + Pi + GDP ↔ succinato + GTP + CoA |
Succinil CoA sintetasa |
f | -0.8 | -3.3 | |
| 6 | Succinato + FAD(unión enzimática) ↔ fumarato +FADH2(unión enzimática) |
Succinato deshidrogenasa |
FAD, Fe-S | e | -0 | 0 |
| 7 | Fumarato + H2O ↔ L-malato | Fumarasa | c | -0.9 | -3.8 | |
| 8 | L-Malato + NAD+ ↔ oxaloacetato + NADH + H+ |
Malato deshidrogenasa |
e | +7.1 | +29.7 |
18. ■ ENZIMAS ANAPLERÓTICAS:
□ PIR CARBOXILASA
□ PEP CARBOXIQUINASA
■ Reacciones de alimentación o de llenado del ciclo.
■ Producen metabolitos intermediarios del ciclo favoreciendo la degradación de Acetil-coa.
■ Drenan metabolitos intermediarios del ciclo para que participen en procesos biosintéticos.
■ Balance dinámico.
| ENZIMAS | REACCIÓN | TEJIDOS |
|---|---|---|
| PIR CARBOXILASA |
PIR + HCO3 (Biotina) + ATP → OAA + ADP + P¡ |
HÍGADO RIÑÓN |
| PEP CARBOXIQUINASA |
PEP + CO2 (Biotina) + GTP → OAA + GDP + Pi |
CORAZÓN MÚSCULO ESQUELÉTICO |
19.
| METABOLITOS INTERMEDIARIOS |
PRECURSOR DE |
|---|---|
| ALFACETO-GLUTARATO (aKG) |
GLUTAMATO → AAS Y PURINAS |
| SUCCINIL-CoA | PORFIRÍNAS → GRUPO MEMO |
| OXALACETATO (OAA) |
ASPARTATO → AAS Y PIRIMIDÍNAS GLUCOSA |
| CITRATO | SÍNTESIS DE NOVO DE ÁCIDOS GRASOS |
20. Teoria Quimiosmótica
Propuesta por Peter Mitchell en los años 60 (Premio Nobel 1978)
Teoría Quimiosmótica:
Un gradiente de concentración de protones sirve como almacén de energía que dirige la formación de ATP: la fuerza protonmotriz.
La fuerza protonmotriz (Ap) es la energía almacenada en el gradiente de concentración de protones.
Los protones que son translocados al espacio intermembrana mitocondrial por la cadena de transporte electrónico regresan al intenor de la matriz mitocontnal via ATP sintasa
21. ¿Cuáles son los componentes de la cadena respiratoria? Esquematice.
22.
• El bombeo de protones a través de la cadena de transporte electrónico crea una fuerza protonmotriz suma de las contribuciones de un potencial químico y un potencial eléctrico.
23. La cadena de transporte electrónico mitocondrial consiste en una serie de transportadores electrónicos, la mayoría proteínas integrales de membrana, con grupos prostéticos capaces de aceptar y ceder uno o dos electrones.
El flujo de electrones a través de estos complejos produce también un bombeo de protones al espacio intermembranal.
24.
• Cada componente de la cadena puede aceptar electrones del transportador precedente y transferirlos al siguiente en una secuencia específica.
• Ubiquinona (Q) y cltocromo c sirven de puentes móviles entre los diferentes complejos proteicos de la cadena de transporte electrónico .
• El Complejo IV reduce 0 2 a agua.
25. La cadena respiratoria mitocondrial.
NADH2 => Fp(FMN) => UQ => cit bKbT=> cit c,c1=> cit aa3 =>O2
■ Una serie de moléculas con grupos prostéticos redox con potenciales de oxidación crecientes desde el NADH2 (-320 mV) al O2 (+ 820 mV) y DE = 1.14 V.
■ La oxidación del NADH2 por el O2 genera 220 kJ/2 e- (AG = -nF AE; -2 x 96500 x 1.14).
■ Las reacciones de transferencia de electrones (óxidoreducciones) se realizan a alta velocidad por estar los
transportadores de electrones incorporados en la membrana interna y restringidos en sus movimientos.
26.
27. Acoplamiento entre oxidación y fosforilación
La síntesis de ATP es catalizada por la ATP sintasa, que tiene dos componente Fo Y Fi.
La Fo es un canal por el cual el H reingresa ala matriz. El F1 tiene el sitio activo.
Relación P/O es el número de grupos fosfato incorporados al ATP por átomo de oxígeno.
28.
29. Los potenciales redox (E°) de los componentes de la cadena respiratoria
NADH2 - 320 mV
FMNH2 - 280 mV
Fe-S (Complejo I) - 270 mV
FADH2 - 10 mV
Fe-S (Complejo II ) 20 mV
Ubiquinol (UQH2) 60 mV
Citocromo bk 40 mV
Citocromo bT 190 mV
Citocromo c (+c1) 230 mV
Citocromo a+a3 380 mV
Oxigeno 820 mV
Los de más arriba en la tabla reducen a los de más abajo.
30. Reacciones de los complejos mitocondriales
Las diferencias de potencial eléctrico de mas de 200 mV,definen los sitios de conservación de energía.
Se toma un AE°de 0.23 V como potencial operacional para la conservación (transducción) de energía.
31. Complejo III Citocromo c reductasa.
32. Complejo IV Citocromo
33. ATPasa
34. Mecanismo de rotación del anillo c
• Se supone que los dos residuos Asp en contacto con cada semiconducto han cedido sus protones pasando a ser aspartato cargado negativamente.
35. Mecanismo de rotación del anillo c
• Cada protón entra por el semiconducto citosólico, sigue una vuelta completa por el anillo c y sale por el
otro semiconducto hacia la matriz.
• Según este modelo: el numero de protones que se han de transportar para generar una molécula de ATP
dependerá del número de subuniidades del anillo c
• Si el anillo tiene 10 subunldades (ATP sintasa de levadura): cada vuelta del anillo generara 3 ATP y fluirán 10 protones:
10/3 - 3 H+ por ATP
36.
• Por cada rotación de 120° de y: liberación de ATP y unión de un nuevo ADP+Pi
37. REGULACIÓN DEL CONSUMO DE OXÍGENO MITOCONDRIAL
TRES PROTEÍNAS REGULAN LA RESPIRACIÓN
1. La Fj-ATPasa (factor limitante: ADP)
2. La mtNOS (produce NO) Citocromo oxidas
3. La citocromo oxidasa (factor limitante:NO/O2)
38.Inhibidores de la fosforilación oxidativa
Inhibidores de la FoF1 ATP-sintasa:
• La oligomicina, un antibiótico producido por Streptomyces, se une a la subunidad Fo, impidiendo el
transporte de H + a través de Fo; inhibe por lo tanto la síntesis de ATP.
• Diciclohexilcarbodiimida (DCCD), un reactivo soluble en lípidos, también inhibe el transporte de protones por Fo al reaccionar con un residuo de glutámico en una de las subunidades de Fo de mamíferos.
En estas condiciones la energía del gradiente de protones no puede ser utilizada para sintetizar ATP.
39.
• Son compuestos, como el 2,4 dinitrofenol (DNP), el carbonilcianuro-p-trifluorometoxi-hidrazona (FCCP) y el carbonilcianuro-m-clorofenilhidrazona (CCCP), que hacen permeable la MMI interna a los protones.
• Son compuestos liposolubles y ácidos débiles, capaces de pasar los protones a través de la MMI intacta.
2,4 dinitrofenol
40.
Desacoplan la fosforilación oxidativa de la cadena respiratoria.
Disipan el gradiente de protones, por lo que no hay bombeo de protones a través de la ATPsintasa, ni producción de ATP.
En la mitocondria del tejido adiposo pardo una proteína desacopladora (termogenina) participa en el control de a termogénesis.
41.
Si a una preparación de mitocondrias se le agrega amital (Inhibidor del Complejo I) que pasará con:
• El consumo de 0 2
• la relación NAD/NADH
• La relación ATP/ADP
• La velocidad del Ciclo de Krebs
42.
El consumo de 0 2 disminuirá o cesará porque no hay paso de los electrones a través de la cadena de transporte de electrones
la relación NAD/NADH disminuirá ya que no se pueden reoxidar los NADH
La relación ATP/ADP disminuirá porque no habrá bombeo de protones necesarios para la síntesis de ATP
La velocidad del Ciclo de Krebs disminuirá por falta de disponibilidad de NAD para las deshidrogenasas (¿Cuáles?). Inhibición alostérica ATP y NADH (¿Cuáles enzimas?)
43.
Si a esa preparación de mitocondrias con amital (Inhibidor del Complejo I) le agregamos succinato que pasará con:
• El consumo de O2
• La relación NAD/NADH
• La relación ATP/ADP
• La velocidad del Ciclo de Krebs
44.
El consumo de O2 se restablece porque hay paso de electrones a través de la cadena de transporte de electrones provenientes del complejo 2.
La relación NAD/NADH continuará disminuida ya que no se pueden reoxidar los NADH
La relación ATP/ADP aumentará porque habrá bombeo de protones (2 ATP por FADH2)
La velocidad del Ciclo de Krebs disminuirá por falta de disponibilidad de NAD para las
deshidrogenasas (¿Cuáles?). Inhibición alostérica por NADH (¿Cuáles enzimas?)
45.
A una preparación de mitocondrias se le agrega oligomicina (Inhibidor de Fo) y 2,4 dinitrofenol (DNP), que pasará con:
• El consumo de 0 2
• La relación NAD/NADH
• La relación ATP/ADP
• La velocidad del Ciclo de Krebs
46. Inhibidores de la fosforilación oxidativa
Tabla.
47. Inhibidores de la fosforilación oxidativa
Garrett & Grisham: Biochemistry
48. Inhibidores de la ruta de transporte electrónico
* Rotenona y Amital bloquean transferencia de electrones en la NADH-G oxidorreductasa. Impiden utilización de NADH como sustratopero no el flujo de electrones correspondiente a la utilización de succinato.
* Antimicina A interrumpe el flujo de electrones a nivel del citocromo bH de la citocromo c oxidorreductasa.
* Cianuro (CN-), azida (N3-) y monóxido de carbono (CO) bloquean el flujo de electrones a nivel de la cito cromo c oxidasa.
-cianuro y azida bloquean la forma férrica (Fe3+) del hemo a3.
-CO bloquea la forma ferrosa (Fe2+) del hemo a3.
49. Inhibidores de ATP sintasa
* Oligomicina A y diciclohexilcarbodiimida (DCCD) impiden la entrada de H+ a nivel de la ATP sintasa.
50. Desacopladores
• Actúan disipando el gradiente de protones.
• Son moléculas hidrofóbicas con un protón disociable, que pueden atravesar la membrana mitocondrial interna transportando protones.
• En presencia de estas moléculas el tranporte de electrones se realiza de manera normal, se consume NADH,FADH2, y O2 pero no se produce ATP: los desacopladores disipan la fuerza protonmotriz. La energía se libera en forma de calor.
51.
•Termogenina es un ejemplo de aprovechamiento del desacoplamiento de la cadena de transporte electrónica para generar calor.
•Las mitocondrias del tejido adiposo pardo poseen grandes cantidades del termogenina (UCP-1).
•Se activa en presencia de ácidos grasos generados a partir detriacilglicéridos.
52.
UCP 1 Origina grasas pardas
UCP 2 se encuentra a nivel del cerebro, hígado páncreas y sistema inmune. Regula, no se modifica con el frio, se atribuye que nivel del páncreas regula la producción d e insulina. A diferencia del anterior no es indispensable para la termogénesis.
UCP 3 En tejido muscular y tejido adiposo blanco a nivel de tejido muscular no se incrementa con el frio pero disminuye su síntesis en ayunas.
UCP 4 se encuentra en el cerebro y su concentración se incrementa con el frio por lo que participa en el control de la termogénesis del SNC.
UCP 5 En el cerebro hígado y otros tejidos. Su concentración se incrementa en el frio, en estado de ayuno, disminuye a nivel hepático pero se incrementa con la ingesta de alimentos.
53. Tejido adiposo plurilocular
TERMOGÉNESIS
-Termogenina: canal de protones de la membrana interna mitocondrial.
54. Tejido Adiposo Pardo
Función: Termorregulación
1972 Baja eficiencia energética de los adipocitos pardos.
1976 Nicholls lo atribuye a la acción de una proteina.
UCP1 ( Uncoupling protein )
UCP2, UCP3, UCP4, UCP5
UCP1 {termogenina) exclusiva del TAP
Proteína 32 kDa - 300 aminoácidos (dímero)
Ubicada en la membrana interna mitocondrial
Actúa en la cadena respiratoria desacoplando la síntesis de ATP
cumple un rol importante en la producción de calor (termogénesis).
Es activada en respuesta al frió, por Catecolaminas y hormonas tiroideas.
55.
La regiones UCP2-UCP3 candidatos para la obesidad humana.
Organización cromosomal de la UCP2-UCP3. Los exones son indicados por barras de color negro. Las regiones no traducidas son indicadas por líneas diagonales. UCP3 tiene dos formas alternativas de empalme (Solanes et al., 1997). Las localizaciones del límite de los exones 1 y 2 no están determinadas precisamente por lo que ésta región están indicadas por líneas horizontales. Las frecuencias genotípicas para los sitios variantes están dadas en los gráficos circulares.
56.
Los polimorfismos de los genes UCP2 y UCP3 están asociadas con el metabolismo de la grasa, la obesidad y la diabetes.
Las proteínas desacopladoras (UCPs) pertenecen
57.
Rendimiento neto de la fosforilación oxidativa
ATP sintasa requiere requiere la translocación de 3H+ por cada ATP que produce.
El transporte al citosol de Pi. ADP and ATP requiere 1 H+.
Rendimiento neto: 4 H* transportados por cada ATP sintetizado.
para NADH: 10 H+ bombeados
(10 H+/ 4 H+) = 2.5 ATP
para FADH2 = 6 H+ bombeados
(6 H+7 4 H+) = 1.5 ATP
58. FIN
27. Acoplamiento entre oxidación y fosforilación
La síntesis de ATP es catalizada por la ATP sintasa, que tiene dos componente Fo Y Fi.
La Fo es un canal por el cual el H reingresa ala matriz. El F1 tiene el sitio activo.
Relación P/O es el número de grupos fosfato incorporados al ATP por átomo de oxígeno.
28.
29. Los potenciales redox (E°) de los componentes de la cadena respiratoria
NADH2 - 320 mV
FMNH2 - 280 mV
Fe-S (Complejo I) - 270 mV
FADH2 - 10 mV
Fe-S (Complejo II ) 20 mV
Ubiquinol (UQH2) 60 mV
Citocromo bk 40 mV
Citocromo bT 190 mV
Citocromo c (+c1) 230 mV
Citocromo a+a3 380 mV
Oxigeno 820 mV
Los de más arriba en la tabla reducen a los de más abajo.
30. Reacciones de los complejos mitocondriales
| Complejo | Reacción | AE° |
|---|---|---|
| I | NADH2 => UQ | 260 mV |
| II | Succ => UQ | 0 mV |
| III | UQH2 => cit. c | 200 mV IV cit |
| IV | cit c => O2 | 620 mV |
Se toma un AE°de 0.23 V como potencial operacional para la conservación (transducción) de energía.
31. Complejo III Citocromo c reductasa.
32. Complejo IV Citocromo
33. ATPasa
34. Mecanismo de rotación del anillo c
• Se supone que los dos residuos Asp en contacto con cada semiconducto han cedido sus protones pasando a ser aspartato cargado negativamente.
35. Mecanismo de rotación del anillo c
• Cada protón entra por el semiconducto citosólico, sigue una vuelta completa por el anillo c y sale por el
otro semiconducto hacia la matriz.
• Según este modelo: el numero de protones que se han de transportar para generar una molécula de ATP
dependerá del número de subuniidades del anillo c
• Si el anillo tiene 10 subunldades (ATP sintasa de levadura): cada vuelta del anillo generara 3 ATP y fluirán 10 protones:
10/3 - 3 H+ por ATP
36.
• Por cada rotación de 120° de y: liberación de ATP y unión de un nuevo ADP+Pi
37. REGULACIÓN DEL CONSUMO DE OXÍGENO MITOCONDRIAL
TRES PROTEÍNAS REGULAN LA RESPIRACIÓN
1. La Fj-ATPasa (factor limitante: ADP)
2. La mtNOS (produce NO) Citocromo oxidas
3. La citocromo oxidasa (factor limitante:NO/O2)
38.Inhibidores de la fosforilación oxidativa
Inhibidores de la FoF1 ATP-sintasa:
• La oligomicina, un antibiótico producido por Streptomyces, se une a la subunidad Fo, impidiendo el
transporte de H + a través de Fo; inhibe por lo tanto la síntesis de ATP.
• Diciclohexilcarbodiimida (DCCD), un reactivo soluble en lípidos, también inhibe el transporte de protones por Fo al reaccionar con un residuo de glutámico en una de las subunidades de Fo de mamíferos.
En estas condiciones la energía del gradiente de protones no puede ser utilizada para sintetizar ATP.
39.
• Son compuestos, como el 2,4 dinitrofenol (DNP), el carbonilcianuro-p-trifluorometoxi-hidrazona (FCCP) y el carbonilcianuro-m-clorofenilhidrazona (CCCP), que hacen permeable la MMI interna a los protones.
• Son compuestos liposolubles y ácidos débiles, capaces de pasar los protones a través de la MMI intacta.
2,4 dinitrofenol
40.
Desacoplan la fosforilación oxidativa de la cadena respiratoria.
Disipan el gradiente de protones, por lo que no hay bombeo de protones a través de la ATPsintasa, ni producción de ATP.
En la mitocondria del tejido adiposo pardo una proteína desacopladora (termogenina) participa en el control de a termogénesis.
41.
Si a una preparación de mitocondrias se le agrega amital (Inhibidor del Complejo I) que pasará con:
• El consumo de 0 2
• la relación NAD/NADH
• La relación ATP/ADP
• La velocidad del Ciclo de Krebs
42.
El consumo de 0 2 disminuirá o cesará porque no hay paso de los electrones a través de la cadena de transporte de electrones
la relación NAD/NADH disminuirá ya que no se pueden reoxidar los NADH
La relación ATP/ADP disminuirá porque no habrá bombeo de protones necesarios para la síntesis de ATP
La velocidad del Ciclo de Krebs disminuirá por falta de disponibilidad de NAD para las deshidrogenasas (¿Cuáles?). Inhibición alostérica ATP y NADH (¿Cuáles enzimas?)
43.
Si a esa preparación de mitocondrias con amital (Inhibidor del Complejo I) le agregamos succinato que pasará con:
• El consumo de O2
• La relación NAD/NADH
• La relación ATP/ADP
• La velocidad del Ciclo de Krebs
44.
El consumo de O2 se restablece porque hay paso de electrones a través de la cadena de transporte de electrones provenientes del complejo 2.
La relación NAD/NADH continuará disminuida ya que no se pueden reoxidar los NADH
La relación ATP/ADP aumentará porque habrá bombeo de protones (2 ATP por FADH2)
La velocidad del Ciclo de Krebs disminuirá por falta de disponibilidad de NAD para las
deshidrogenasas (¿Cuáles?). Inhibición alostérica por NADH (¿Cuáles enzimas?)
45.
A una preparación de mitocondrias se le agrega oligomicina (Inhibidor de Fo) y 2,4 dinitrofenol (DNP), que pasará con:
• El consumo de 0 2
• La relación NAD/NADH
• La relación ATP/ADP
• La velocidad del Ciclo de Krebs
46. Inhibidores de la fosforilación oxidativa
Tabla.
47. Inhibidores de la fosforilación oxidativa
Garrett & Grisham: Biochemistry
48. Inhibidores de la ruta de transporte electrónico
* Rotenona y Amital bloquean transferencia de electrones en la NADH-G oxidorreductasa. Impiden utilización de NADH como sustratopero no el flujo de electrones correspondiente a la utilización de succinato.
* Antimicina A interrumpe el flujo de electrones a nivel del citocromo bH de la citocromo c oxidorreductasa.
* Cianuro (CN-), azida (N3-) y monóxido de carbono (CO) bloquean el flujo de electrones a nivel de la cito cromo c oxidasa.
-cianuro y azida bloquean la forma férrica (Fe3+) del hemo a3.
-CO bloquea la forma ferrosa (Fe2+) del hemo a3.
49. Inhibidores de ATP sintasa
* Oligomicina A y diciclohexilcarbodiimida (DCCD) impiden la entrada de H+ a nivel de la ATP sintasa.
50. Desacopladores
• Actúan disipando el gradiente de protones.
• Son moléculas hidrofóbicas con un protón disociable, que pueden atravesar la membrana mitocondrial interna transportando protones.
• En presencia de estas moléculas el tranporte de electrones se realiza de manera normal, se consume NADH,FADH2, y O2 pero no se produce ATP: los desacopladores disipan la fuerza protonmotriz. La energía se libera en forma de calor.
51.
•Termogenina es un ejemplo de aprovechamiento del desacoplamiento de la cadena de transporte electrónica para generar calor.
•Las mitocondrias del tejido adiposo pardo poseen grandes cantidades del termogenina (UCP-1).
•Se activa en presencia de ácidos grasos generados a partir detriacilglicéridos.
52.
UCP 1 Origina grasas pardas
UCP 2 se encuentra a nivel del cerebro, hígado páncreas y sistema inmune. Regula, no se modifica con el frio, se atribuye que nivel del páncreas regula la producción d e insulina. A diferencia del anterior no es indispensable para la termogénesis.
UCP 3 En tejido muscular y tejido adiposo blanco a nivel de tejido muscular no se incrementa con el frio pero disminuye su síntesis en ayunas.
UCP 4 se encuentra en el cerebro y su concentración se incrementa con el frio por lo que participa en el control de la termogénesis del SNC.
UCP 5 En el cerebro hígado y otros tejidos. Su concentración se incrementa en el frio, en estado de ayuno, disminuye a nivel hepático pero se incrementa con la ingesta de alimentos.
53. Tejido adiposo plurilocular
TERMOGÉNESIS
-Termogenina: canal de protones de la membrana interna mitocondrial.
54. Tejido Adiposo Pardo
Función: Termorregulación
1972 Baja eficiencia energética de los adipocitos pardos.
1976 Nicholls lo atribuye a la acción de una proteina.
UCP1 ( Uncoupling protein )
UCP2, UCP3, UCP4, UCP5
UCP1 {termogenina) exclusiva del TAP
Proteína 32 kDa - 300 aminoácidos (dímero)
Ubicada en la membrana interna mitocondrial
Actúa en la cadena respiratoria desacoplando la síntesis de ATP
cumple un rol importante en la producción de calor (termogénesis).
Es activada en respuesta al frió, por Catecolaminas y hormonas tiroideas.
55.
La regiones UCP2-UCP3 candidatos para la obesidad humana.
Organización cromosomal de la UCP2-UCP3. Los exones son indicados por barras de color negro. Las regiones no traducidas son indicadas por líneas diagonales. UCP3 tiene dos formas alternativas de empalme (Solanes et al., 1997). Las localizaciones del límite de los exones 1 y 2 no están determinadas precisamente por lo que ésta región están indicadas por líneas horizontales. Las frecuencias genotípicas para los sitios variantes están dadas en los gráficos circulares.
56.
Los polimorfismos de los genes UCP2 y UCP3 están asociadas con el metabolismo de la grasa, la obesidad y la diabetes.
Las proteínas desacopladoras (UCPs) pertenecen
57.
Rendimiento neto de la fosforilación oxidativa
ATP sintasa requiere requiere la translocación de 3H+ por cada ATP que produce.
El transporte al citosol de Pi. ADP and ATP requiere 1 H+.
Rendimiento neto: 4 H* transportados por cada ATP sintetizado.
para NADH: 10 H+ bombeados
(10 H+/ 4 H+) = 2.5 ATP
para FADH2 = 6 H+ bombeados
(6 H+7 4 H+) = 1.5 ATP
58. FIN
