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Fosforilación Oxidativa - Coggle Diagram

- - - - Esto significa que a mayor concentración de ADP, mayor velocidad de síntesis de ATP y a su vez, la concentración de ADP está regulada por la ley de acción de masas y depende de las concentraciones de ATP y Pi en la matriz mitocondrial
- - - - El complejo II o succinato-reductasa se encuentra a
        nivel de la membrana
        
        uno de sus componentes es una enzima del ciclo del ácido cítrico, la succinato deshidrogenasa, que cataliza la reacción de succinato a fumarato
        
        Uno de los productos de la reacción, el coenzima reducido FADH2 no abandona el complejo, transfiriendo los electrones en el interior del mismo a un centro Fe-S, para posteriormente ser cedidos al coenzima Q
        
        El complejo II media la transferencia de electrones del succinato a la UQ. Después de la reducción del FAD (en la oxidación del ciclo del ácido cítrico del intermediario succinato), sus electrones se transfieren a una serie de tres centros de hierro-azufre y luego a la UQ
      - Oxidación del
        NADH
        
        Resulta en la liberación de una cantidad sustancial de energía, determinada por un decremento en los potenciales de reducción (∆E°′), en la medida en que los electrones fluyen por los complejos I, III y IV
        
        Se sintetizan aproximadamente 2.5 moléculas de ATP
        por cada par de electrones que se transfieren entre el NADH y el O2 en la ETC
        
        De la transferencia de cada par donado por el FADH2 que se produce en la oxidación del succinato resultan alrededor de 1.5 moléculas de ATP
      - Las reacciones que tienen lugar a nivel de la NADH-reductasa o complejo I son una serie de reacciones redox
        
        intervienen
        un coenzima flavínico (FMN o flavina mononucleótido), y un centro ferrosulfurado
        
        en el
        que el átomo de hierro es el que realiza el intercambio electrónico para cederlos al coenzima Q
        
        El flujo de dos electrones desde el NADH hasta el coenzima Q o ubiquinona, da lugar al bombeo de cuatro H+ a través de la membrana mitocondrial interna, desde la matriz hacia su cara citoplasmática.
      - La segunda bomba de hidrogeniones, se sitúa en el
        complejo III o citocromo-reductasa
        
        se caracteriza principalmente por disponer de grupos prostéticos hemo, similares a los de la hemoglobina, con un átomo de Fe que se alterna entre su estado reducido o ferroso (Fe2+) y el estado oxidado o férrico (Fe3+)
        
        La función del complejo III es transferir electrones de la coenzima Q reducida (UQH2) a una proteína llamada citocromo c (cit c). El
        citocromo c es un transportador móvil de electrones unido de manera laxa a la cara externa de la membrana interna mitocondrial
        
        Durante el ciclo Q, las moléculas de coenzima Q se difunden dentro de la membrana interna entre los donadores de electrones de
        los complejos I o II y el aceptor del complejo III
        
        La UQH2 dona sus dos electrones, uno a la vez. Uno se desplaza a la proteína FeS (o ferredoxina), que lo transfiere al cit c1, y subsecuentemente, al cit c
      - Complejo IV o citocromo oxidasa
        
        Es un complejo proteínico que cataliza la reducción de cuatro electrones de O2 para formar H2O.
        
        El complejo IV contiene los citocromos a y a3 y tres iones cobre. Dos de éstos forman CuA/CuA, un centro binuclear Cu-Cu; el hem a3 y el CuB forman un centro binuclear Fe-Cu. Ambos centros aceptan electrones, uno a la vez
        
        Los electrones fluyen del citocromo c al CuA/CuA, luego al citocromo a, de aquí a a3-CuB y por último a O2. Cuatro protones y cuatro electrones son impulsados a través del complejo IV desde la cara externa de la membrana mitocondrial interna hasta la matriz para su entrega al dioxígeno unido al citocromo a3-Fe(II)
        
        Se forman dos moléculas de agua, que salen del sitio: O2 + 4H+ + 4e− → 2H2O En el complejo IV y cit c hay sitios de unión de ATP reguladores. Cuando la concentración de ATP es alta, el ATP actúa como inhibidor alostérico, se une a estos sitios y causa un decremento en la actividad del transporte de electrones
      - ATP sintasa o complejo V
        
        Las coenzimas reducidas NADH y FADH2 contienen los electrones procedentes de la mayoría de los procesos oxidativos (glucólisis, oxidación del piruvato, ciclo de Krebs, β-oxidación de los ácidos grasos)
        
        Los electrones se transfieren hasta el aceptor final, el O2, a través de la cadena de transportadores de electrones o cadena respiratoria de la membrana mitocondrial
        
        La fuerza protón motriz se emplea para acoplar el transporte de electrones con la fosforilación oxidativa: el exceso de protones pasa a través de la membrana interna de nuevo a la matriz a través de canales de la ATP sintasa, impulsando la síntesis de ATP
        
        La concentración de H20 en el centro activo es muy pequeña, y la enzima se une más fuertemente al ATP que al ADP. Todo ello hace que el equilibrio de la reacción se desplace hacia la formación de ATP
        
        Por tanto, la síntesis de ATP en el centro activo de la subunidad β catalítica no precisa de un aporte energético. La energía es necesaria para que se libere el ATP mediante el mecanismo “cambio de unión” y catálisis rotacional
- - - - La fosforilación oxidativa se conforma de dos componentes estrechamente relacionados
        
        la cadena de transporte de electrones
        
        es una serie de proteínas y moléculas orgánicas que se encuentran en la membrana interior de la mitocondria
        
        La energía liberada en estas reacciones se captura como un gradiente de protones, el cual se utiliza a su vez para para formar ATP en un proceso llamado:
        
        la quimiosmosis
        
        En la teoría de acoplamiento quimiosmótica (propuesta por Peter Mitchell en 1961), la energía liberada por el transporte de electrones genera un gradiente electroquímico a través de una membrana, que a su vez impulsa la síntesis de ATP.
        
        La mayor parte de este
        proceso tiene lugar dentro de las mitocondrias, que se han denominado las “centrales de energía” de la célula.
        
        Diversos fármacos (p. ej., amobarbital) y venenos (p. ej., cianuro, monóxido de carbono) inhiben la fosforilación oxidativa, por lo general con consecuencias mortales
  - - - catalizan varias reacciones de óxido-reducción, donde el oxígeno es el aceptor final de electrones y donde se forma finalmente agua.
  - - - Transferencia de electrones y bombeo de protones
        
        Separación de oxígeno molecular para formar agua
        
        Síntesis de ATP impulsada por un gradiente
- - - - La ATP sintasa se puede imaginar como un motor molecular que produce una gran cantidad de ATP cuando los protones fluyen a través de ella
        
        Es de las estructuras más complejas de la membrana mitocondrial
  - - - Es un segundo punto de entrada a la cadena de transporte de electrones
  - - - La reacción catalizada por el complejo III es la oxidación de una molécula de ubiquinol y la reducción de dos moléculas de citocromo c
  - - - La reacción catalizada es la oxidación del citocromo c y la reducción de oxígeno
  - - - El comienzo de la reacción, y de hecho de toda la cadena de electrones, es la unión de una molécula de NADH al complejo I y la donación de dos electrones
  - - - La lanzadera del glicerol-3-fosfato se utiliza mucho en los músculos ya que permite mantener una alta velocidad de fosforilación oxidativa
  - - - GOT2 es un enzima mitocondrial cuyo gen se encuentra en el cromosoma 16 ( 16q21 )
        
        El oxalacetato puede ser transformado en aspartato en una reacción catalizada por GOT2 ( glutamato transaminasa 2 o mitocondrial ) aceptando un grupo amino del glutamato, que a su vez se transforma en oxoglutarato ( a-cetoglutarato)
    - - MDH1 es un enzima citosólico cuyo gen se encuentra en el cromosoma 2 ( 2p13.3 ).
        
        En citosol, la malato deshidrogenasa 1 ( MDH1) reduce el oxalacetato a malato mediante oxidación del NADH
    - - MDH2 es un enzima mitocondrial cuyo gen se encuentra en el cromosoma 7 ( 7p12.3-q11.2 )
        
        Una vez el malato ha llegado a la matriz sufre una oxidación a oxalacetato catalizada por la malato deshidrogenasa 2 ( MDH2 ), en una reacción en que el NAD+ se reduce a NADH + H+
    - - GOT1 es un enzima citosólico cuyo gen, de 9 exones, se encuentra en el cromosoma 10 ( 10q24.1 - q25.1 )
        
        Una vez en el citosol, el aspartato puede donar su grupo amino para originar oxalacetato. En esta reacción catalizada por la GOT1 ( glutamato transaminasa 1 o citosólica ) el oxoglutarato ( a-cetoglutarato ) es el aceptor del grupo amino, y se convertirá en glutamato
    - - enzima que acepta electrones de la flavoproteína de transferencia de electrones en la matriz mitocondrial, y utiliza estos electrones para reducir ubiquinona