OXIDACIONES BIOLGICAS
Dr. Alberto Figueroa, Ph. D.
DOCENTE BIOQUMICA
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
INTRODUCCIN
Las clulas deben producirenerga para:
Procesos bioqumicos
Actividad vital Actividad vital
El gasto energtico estarelacionado en procesosendergnicos/exergnicos.
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
La fuente de obtencin deenerga constituyen laoxidacin de lasmolculas orgnicaspresentes en lospresentes en losalimentos, los que seoxidan hasta CO2 y H2Ocon eliminacin deenerga.
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
PROCESOS REDOX EN SERES VIVOSTipos de reacciones:
ox
Fe 2+ Fe3+ + 1e
ox
C H OH CH CHO + 2H+C2H5OH CH3CHO + 2H+
ox
CH3CHO + O2 CH3COOH
Cada oxidacin tiene una reduccin
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
La intensa actividadde la oxidacin yreduccin de lamateria orgnicatiende a formar H Otiende a formar H2O2que es altamentetxico para el entornocelular, entonces soneliminadas por lascatalasas y peroxidasas
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
Las peroxidasas se localizan fundamentalmente en tejidos vegetales
C2H5OH + H2O2 CH3CHO + 2 H2O
Las catalasas producen la siguiente reaccin
H2O2 + H2O2 2 H2O + O2
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
LA RESPIRACIN Es la captacin del oxgeno
a nivel celular. Los organismos unicelulares
toman el oxgeno del mediode manera directa.Los organismos Los organismospluricelulares toman eloxgeno por medio de uncomplejo dispositivofisiolgico y respiracinpara la distribucin deloxgeno.
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
CADENA RESPIRATORIA Se produce en las crestas de la mitocondria donde se produce
una serie de reacciones altamente ordenadas en funcin de lospotenciales normales.
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
COMPONENTES DE LA CADENA RESPIRATORIA
NAD
FADFAD
COENZIMA Q
COMPLEJO CITOCROMICO
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
Componentes de la cadena respiratoria
NADNicotinamina Adenin
DinucleotidoDeriva de la piridinaDeriva de la piridina
Sust Red + NAD+ Sust Ox + NADH + H+
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
FAD
Flavina Adenin Dinucleotido
Deriva de la Flavina
NADH + H+ + FAD
NAD+ + FADH2
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
CITOCROMOS
Son ferroprotenas que transfieren electrones a la cluladesde las flavoprotenas al O2 en la membranamitocondrial.
Fe 2+ Fe 3+ + 1e
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
CITOCROMOS
Tienen 5 citocromos
Cit b, Cit c, Cit c1, Cit a, Cit a3
El citocromo terminal entrega los electrones directo al O2es el citocromo oxidasa formado por los citocromos a ya3
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
COENZIMA Q
Deriva de la benzoquinona, acta como nexo entre lasflavoprotenas y los citocromos en la fase lipidia de lamembrana mitocondrial.
Produce liberacin de H en la cadena Respiratoria.
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
SECUENCIA DE LA CADENA RESPIRATORIA: CR
SUST RED NAD
NADH H
FAD
FADH2
CoQ
CoQH2
BARBITURICOS
OX OX OXOX
RD RDRD
HID
H20
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
SUST OX NADH HFADH2 CoQH2
Cit b Fe3
Cit b Fe2
Cit c1 Fe3
Cit c1 Fe2
Cit a Fe3
Cit a Fe2
Cit a3 Fe3
Cit a3 Fe2
ANTIMICINA ACO, CN, H2S
OX OX OX OXRD RD RD RD RD
O-2
O2
SECUENCIA DE LA CRSSS
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
FOSFORILACION OXIDATIVA: PO Realiza la biosntesis del ATP a partir del ADP y Pi con
la energa generada en la C.R. (G-220,5 KJ/mol).
La oxidacin del NAD en CR genera 3 ATP
sin importar el metabolismo inicial.
La oxidacin del FAD en CR genera 2 ATP La oxidacin del FAD en CR genera 2 ATP
sin importar el metabolismo inicial.
La energa necesaria para la sntesis delATP es de G +30,5 KJ/mol.
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
LA CR Y PO
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
La CR genera G -220,5 KJ/mol3 ADP + 3 Pi 3 ATP
G 3(30,5 KJ/mol)
91,5 KJ/mol91,5 KJ/mol
91,5 KJ/mol 42% en gasto
129.0 KJ/mol 58% queda libre
En general la reaccin es exergnica
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
DESACOPLANTES DE CR y POImpiden la fosforilacin o acoplamiento de la CR a la PO,
tambin se denominan desacoplantes:
2,4 Dinitrofenoles
Halofenoles
Nitrofenoles
Gramicidina
Valinomicina
La energa liberada se deja en forma de calor y no alproceso metablico.
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
IMPORTANCIA BIOLOGICA DE LA CR Y PO
La CR oxida a los sustratos que vienen del CK y lleva O2 hasta la matriz mitocondrial.
La PO sintetiza ATP. La CR representa una cascada de suministro de La CR representa una cascada de suministro de
energa en partes para ser utilizada (2da ley de la termodinmica)
La CR genera energa para sntesis de ATP
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
CICLO DE KREBS O DEL ACIDO CITRICO
Es una serie de reacciones ordenadas decarcter cclico en los que participandiferentes metabolitos que sirven desustrato para CR y PO.sustrato para CR y PO.
Es la ruta final del catabolismo oxidativo delos carbohidratos, lpidos y protenas.
Se realiza en la matriz mitocondrial cerca ala membrana interna de la mitocondria.
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
CICLO DE KREBSKREBSO CICLODELACIDOCITRICOCITRICOCITRICOCITRICO
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
CK: Condensacin
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
CK: Deshidratacin - Hidratacin
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
CK: Oxidacin - Descarboxilacin
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
CK: Oxidacin - Descarboxilacin
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
CK: Fosfato de sustrato
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
CK: Deshidrogenacin
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
CK: Hidratacin
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
CK: Deshidrogenacin
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
En cada vuelta del CK se degrada en 2 C(descarboxilaciones) hasta CO2 y H2O.
Se tiene 4 deshidrogenaciones que genera 8 Hcuando se acopla a la CR. En:
Isocitrato ceto glutaratoIsocitrato ceto glutarato ceto glutarato succinil CoA
Succinato fumaratoMalato OOA
Entonces: 6 H generados por 3 NAD y 2 H por1 FAD
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
BALANCE ENERGTICO
Se produce 12 ATP desde Acetil CoA 15 ATP desde piruvato.
El ciclo de Krebs genera 209 Kcal 209000 caloras209000 caloras
Se gasta 87600 caloras en el ciclo (42%)
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
ESQUEMA GENERAL: CK,CR,PO
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
ESQUEMA GENERAL:METABOLISMO DE ALIMENTOS, CK, CR, PO
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA
MITOCONDRIA
Dr. ALBERTO FIGUEROA, Ph.D. - BIOQUIMICA