Unidad 6: Ciclo de Krebs yOxidaciones Biológicas :Unidad 6: Ciclo de Krebs yOxidaciones Biológicas Dr. Jesús Rafael Cedeño M. Departamento de Ciencias Fsiológicas Escuela de Ciencias de la Salud UDO-Bolívar


Contenido Programático :Contenido Programático Ciclo de Krebs y Oxidaciones Biológicas Generalidades El Ciclo de los Ácidos Tricarboxílicos La Cadena Transportadora de Electrones Catálisis Rotativa – Síntesis de ATP Bibliografía: Nelson & Cox: Principios de Bioquímica de Lehninger, 4ª Edición


Parte I: introducción y preparación :Parte I: introducción y preparación Respiración Celular y Reacción de Piruvato Deshidrogenasa


Fermentación y Respiración :Fermentación y Respiración Organismos primitivos: fermentación Inicio de vida en atmósfera reductora Fermentación láctica o alcohólica Hace 4 millardos de años: oxígeno Nueva forma de generar energía: Respiración Oxidación de piruvato a CO2 y H20 No confundir respiración con ventilación


Respiración: Fase 1 :Respiración: Fase 1


Respiración: Fase II :Respiración: Fase II


Respiración: Fase III :Respiración: Fase III


Complejo Piruvato Deshidrogenasa :Complejo Piruvato Deshidrogenasa Descarboxilación oxidativa del Piruvato Tres enzimas base E1: Piruvato deshidrogenasa E2: Dihidrolipoil transacetilasa E3: Dihidrolipoil deshidrogenasa Dos enzimas regulatorias Piruvato deshidrogenasa cinasa Fosfoproteína fosfatasa Requiere cinco cofactores NAD+, CoA (estequiométricos) FAD, TPP, Ácido Lipoico (catalíticos)


Reacción General de PDH :Reacción General de PDH


Función de la Lipoamida :Función de la Lipoamida


Mecanismo de Reacción del PDH :Mecanismo de Reacción del PDH


Parte II: el ciclo de los ácidos tricarboxílicos :Parte II: el ciclo de los ácidos tricarboxílicos Reacciones Individuales y Regulación


El Ciclo de los Ácidos Tricarboxílicos :El Ciclo de los Ácidos Tricarboxílicos Elucidado por Hans Krebs (1900-1981) en 1937 Segunda ruta cíclica elucidada por Krebs Visión General del ciclo Función: generar equivalentes de reducción de alta energía Producción de fosfatos de energía es baja Destino común final del catabolismo del carbono en aerobiosis Tres fases 1: formación de citrato a partir de oxaloacetato y acetato 2: oxidación de citrato a succinato 3: regeneración de oxaloacetato


Visión General del Ciclo de Krebs :Visión General del Ciclo de Krebs


Reacción 1: Citrato :Reacción 1: Citrato


Reacción 2: Isocitrato :Reacción 2: Isocitrato


Centro Activo de la Aconitasa :Centro Activo de la Aconitasa


Reacción 3: a-cetoglutarato :Reacción 3: a-cetoglutarato


Reacción 4: Succinil-CoA :Reacción 4: Succinil-CoA


Reacción 5: Succinato :Reacción 5: Succinato


Reacción 6: Fumarato :Reacción 6: Fumarato


Reacción 7: L-Malato :Reacción 7: L-Malato


Reacción 8: Oxaloacetato :Reacción 8: Oxaloacetato


Resumen del Ciclo de Krebs :Resumen del Ciclo de Krebs


Regulación del Ciclo de Krebs :Regulación del Ciclo de Krebs


Ciclo de Krebs: Ruta Anfibólica :Ciclo de Krebs: Ruta Anfibólica


Reacciones Anapleróticas del Ciclo de Krebs :Reacciones Anapleróticas del Ciclo de Krebs


Forma Incompleta del Ciclo de Krebs en Anaerobios :Forma Incompleta del Ciclo de Krebs en Anaerobios


Parte iii:fosforilación oxidativa :Parte iii:fosforilación oxidativa Aprovechando la energía de electrones para la síntesis de ATP


Entrada de Equivalentes de Reducción a la Matriz Mitocondrial :Entrada de Equivalentes de Reducción a la Matriz Mitocondrial Membrana mitocondrial interna es impermeable a equivalentes de reducción El NADH+H+ generado en el citosol debe ser reoxidado en la CTE No existen transportadores para NADH+H+ Electrones entran por medio de lanzaderas Malato-aspartato Glicerol-3-fosfato


Lanzadera de Malato-Aspartato :Lanzadera de Malato-Aspartato


Lanzadera del Glicerol-3-fosfato :Lanzadera del Glicerol-3-fosfato


Visión General de la Cadena Respiratoria :Visión General de la Cadena Respiratoria


Fosforilación Oxidativa :Fosforilación Oxidativa Sitio: Membrana mitocondrial interna Cadena de Transporte de Electrones Deshidrogenasas dependientes de NAD Deshidrogenasas dependientes de flavina Proteínas ferrosulfuradas Citocromos Coenzima Q


Coenzima Q (Ubiquinona) :Coenzima Q (Ubiquinona)


Citocromos :Citocromos


Reacciones de la Cadena Respiratoria In Vitro :Reacciones de la Cadena Respiratoria In Vitro


Proteínas de la CTE :Proteínas de la CTE


Complejo I: NADH+H+ deshidrogenasa :Complejo I: NADH+H+ deshidrogenasa


Relación Complejo I/Complejo II :Relación Complejo I/Complejo II


Complejo III: Ubiquinona : Citocromo C oxidorreductasa :Complejo III: Ubiquinona : Citocromo C oxidorreductasa


El Ciclo Q :El Ciclo Q


Complejo IV: Citocromo C oxidasa :Complejo IV: Citocromo C oxidasa


Vista General de la CTE :Vista General de la CTE


Inhibidores de la CTE :Inhibidores de la CTE


Desacoplantes Respiratorios :Desacoplantes Respiratorios


Desacoplante fisiológico en la grasa parda :Desacoplante fisiológico en la grasa parda


Síntesis de ATP :Síntesis de ATP Más de 50 años de investigación Planteamiento de tres modelos Químico Sencillo, pero no se aislaron intermediarios Conformacional Inducción de conformaciones intestables No se demostraron conformaciones alternas en CTE Quimiosmótico (Mitchell, 1961) Bombeo vectorial de protones Uso de fuerza protón-motriz


Modelo Quimiosmótico :Modelo Quimiosmótico


Modelo Quimiosmótico :Modelo Quimiosmótico


ATP Sintasa (Complejo V) :ATP Sintasa (Complejo V) Enzima de la membrana mitocondrial interna Acopla fuerza protón-motriz a síntesis de ATP Dos dominios funcionales F1: aislada, hidrólisis de ATP Fo: poro protónico en membrana interna F1/Fo: flujo de protones + síntesis de ATP


Dominio F1 :Dominio F1 9 subunidades a3ß3?de Subunidad ß sintetiza ATP Subunidad ß tres conformaciones: ß -ATP ß -ADP + Pi ß -Vacío Asociación con ?


ATP Sintasa: rotor y estator :ATP Sintasa: rotor y estator


Catálisis Rotativa :Catálisis Rotativa


La ATP Sintasa en Acción :La ATP Sintasa en Acción


Relación P/O no es integral :Relación P/O no es integral Durante años, P/O debía ser integral 3 ATP/NADH+H+, 2 ATP/FADH2 Para crear gradiente NADH+H+: aporta 10 FADH2: aporta 6 Síntesis de ATP requiere 4 protones 3 para rotación de ATP sintasa 1 para transportador de Pi


Rendimiento de la Oxidación Completa de un mol de Glucosa :Rendimiento de la Oxidación Completa de un mol de Glucosa