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ALL YOU NEED TO KNOWBY
BR. CARLOS PEDROZA
Unidad II
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Universidad Central de VenezuelaFacultad de Medicina
Escuela “José María Vargas”Cátedra de Bioquímica
Br. Carlos Pedroza
BIOENERGÉTICACiclo de Krebs y Fosforilación
Oxidativa
Unidad II
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BioenergéticaParte II
ALL YOU NEED TO KNOWBY
BR. CARLOS PEDROZA
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Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
DescarboxilaciónOxidativa del
Piruvato
Reacciones deOxidorreducción
Mitocondria- Generador de
energía -
Reacciones delCiclo de Krebs
Rendimiento deuna molécula de
Glucosa
Esquema
Transporte electrónico y Fosforilación
oxidativa
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Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Fosforilación oxidativa
FosforilaciónOxidativa
“Culminación del metabolismo productor de energía de los organismos aeróbicos”
“Etapa final de la respiración celular
donde convergen todos los pasos oxidativos en
la degradación de glúcidos, grasas y
aminoácidos”
CTē“Serie de moléculas que
tienen por función transportar ē,
hidrógenos o iones hidruros, de forma secuencial desde
transportadores con E’º menor a
transportadores con mayor E’º”.
O2 H2OReducciónNADH+ y FADH2
ē
Teoría Quimiosmótic
a de Peter Mitchell
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Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Ciclo de
Krebs
1
GlicólisisOxidaciónβ-oxidación
NADH++H+NADH++H+
FADH2
NADH++H+
NADH++H+
NADH++H+
NADH++H+
CTē
Respiración Celular
Etapa 3
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Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Transporte electrónico y Fosforilación Oxidativa
Componentes Grupo prostéticoComplejo I → NADH
deshidrogenasa o NADH-ubiquinona oxidorreductasa
FMN, Fe-S
Complejo II → Succinato deshidrogenasa FAD, Fe-S
Ubiquinona → Coenzima Q o QComplejo III → Complejo
citocromo bc1 (Ubiquinona-citocromo c oxidorrreductasa)
Hemos
Citocromo c Hemo
Complejo IV → Citocromo oxidasaHemos
CuA, CuB
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Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Transporte electrónico y Fosforilación Oxidativa
Grupos Prostéticos de los Componentes de la CTē
Flavoproteínas
Proteínas Ferrosulfuradas
Citocromos
FAD y FMN
Centros Ferrosulfurados
Grupos Hemos
![Page 9: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/9.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Transporte electrónico y Fosforilación Oxidativa
Grupos Prostéticos de los Componentes de la CTēDinucleótido de flavina y adenina y Mononucleótido
de flavina
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Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Transporte electrónico y Fosforilación Oxidativa
Grupos Prostéticos de los Componentes de la CTēDinucleótido de flavina y adenina y Mononucleótido
de flavina
![Page 11: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/11.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Transporte electrónico y Fosforilación Oxidativa
Grupos Prostéticos de los Componentes de la CTēCentros ferrosulfurados
Fe-S 2Fe-2S 4Fe-4S
![Page 12: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/12.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Transporte electrónico y Fosforilación Oxidativa
Grupos Prostéticos de los Componentes de la CTēGrupos Hemos
![Page 13: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/13.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Transporte electrónico y Fosforilación Oxidativa
Grupos Prostéticos de los Componentes de la CTēGrupos Hemos
![Page 14: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/14.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Transporte electrónico y Fosforilación Oxidativa
Grupos Prostéticos de los Componentes de la CTēGrupos Hemos
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Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Transporte electrónico y Fosforilación Oxidativa
Grupos Prostéticos de los Componentes de la CTēGrupos Hemos
![Page 16: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/16.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Transporte electrónico y Fosforilación Oxidativa
Grupos Prostéticos de los Componentes de la CTēGrupos Hemos
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Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Componentes de la Cadena Transportadora de Electrones
Componentes Masa (kDa)
Número de Subunidades
Grupos Prostéticos
Complejo INADH deshidrogenasa
NADH-ubiquinona oxidorreductasa
850 43(14) FMN, 9 Fe-S
Complejo IISuccinato deshidrogenasa 140 4
FAD, 3 Fe-SCitocromo
b560,
Ubiquinona ~0,8
Complejo IIIUbiquinona-citocromo c
oxidorreductasaComplejo citocromo bc1
250 11Citocromos
bH, bL y c1, Fe-SRieske
Citocromo c 13 1 Hemo
Complejo IVCitocromo oxidasa 160 13(3-4)
Citocromos a y a3,
CuA, CuB
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Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Componentes de la Cadena Transportadora de Electrones
Complejo I - NADH deshidrogenasa ó NADH-ubiquinona oxidorreductasa
NADH + CoQ + 5H+N → NAD+ + CoQH2 + 4H+
P
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Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Componentes de la Cadena Transportadora de Electrones
Complejo II - Succinato deshidrogenasa
Succinato + CoQ → Fumarato + CoQH2
![Page 20: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/20.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Componentes de la Cadena Transportadora de Electrones
Ubiquinona - Coenzima Q
CoQ + 2H+ ↔ CoQH▪ + H+ ↔ CoQH2
![Page 21: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/21.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Componentes de la Cadena Transportadora de Electrones
Complejo III - Ubiquinona-citocromo c oxidorreductasa
CoQH2 + 2Cit c+++ + 2H+N → CoQ + 2Cit c++ + 4H+
P
![Page 22: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/22.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Componentes de la Cadena Transportadora de Electrones
Citocromo c
Cit c+++ + ē ↔ Cit c++
![Page 23: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/23.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Componentes de la Cadena Transportadora de Electrones
Complejo IV - Citocromo oxidasa
4Cit c++ + 4H+N + ½O2 → 4Cit c+++ + 2H2O + 2H+
P
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Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Componentes de la Cadena Transportadora de Electrones
![Page 25: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/25.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Reacciones de la Cadena Transportadora de Electrones
NADH + CoQ + 5H+N → NAD+ + CoQH2 + 4H+
P
Succinato + CoQ → Fumarato + CoQH2
CoQH2 + 2Cit c+++ + 2H+N → CoQ + 2Cit c++
+ 4H+P
4Cit c++ + 4H+N + O2 → 4Cit c+++ + 2H2O
+ 4H+P
Complejo I
Complejo II
Complejo III
Complejo IV 4Cit c++ + 4H+
N + ½O2 → 4Cit c+++ + 2H2O + 2H+
P
![Page 26: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/26.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Reacciones de la Cadena Transportadora de Electrones
O2
Reducción del O2O2
- O22- 2H2O
RadicalSuperóxido
RadicalPeróxido2e- 2
e-
4H+
Detoxificación de OxidantesO2 +
2H+
H2O2 + 2H+
H2O2
2H2O + O2
Superóxido Mutasa
Catalasa
![Page 27: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/27.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Reacciones de la Cadena Transportadora de Electrones2m
dc.c
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Wik
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Ed
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pública
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Com
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ANIMACIÓN!CTE
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Naturaleza de las Reacciones de la CTē
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Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Mixotiazol
Antimicina A1
RotenonaAmital
Piericidina A
Antimicina AMixotiazol
Cianuro (CN-)Monóxido de carbono
(CO)
Inhibidores de la CTē
Complejo I Complejo III Complejo IV
Piericidina A
Amital
Rotenona Cianuro
Monóxido de Carbono
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Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Inhibidores de la CTē
![Page 31: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/31.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Fosforilación Oxidativa
Teoría QuimiosmóticaLos H+ transferidos al espacio
intermembrana generan una energía potencial electroquímica → Fuerza protón-motriz. Posee dos componentes:
●Químico → Diferencia entre la [H+] de la matriz y el espacio intermembrana
●Eléctrico → Diferencia de cargas entre la matriz (H+) y el espacio intermembrana (OH-)
1978Peter Dennis
Mitchell
“For his contribution to the understanding of biological energy transfer through the
formulation of the chemiosmotic theory”
“Existe un acoplamiento entre el transporte de ē y la síntesis
de ATP”
![Page 32: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/32.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Fosforilación Oxidativa
1997Paul D. Boyer & John
E. Walker
“For their elucidation of the enzymatic mechanism
underlying the synthesis of adenosine triphosphate (ATP)”
Humberto Fernández-Moran Villalobos
18/02/1924 –17/03/1999Médico, biofísico, citobiólogo, neurólogo
e innovador de las técnicas de microscopía electrónica.
Bioquímica, citobiología, criobiología, endocrinología, física de bajas
temperaturas, genética, neurofisiología, ultraestructura celular, virología y otras
disciplinas.
Fernández-Morán particle
Cell Biology, a particle on the inner face on the mitochondrial inner membrane that plays a role in the proton ATPase complexes.
![Page 33: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/33.jpg)
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ATP sintasa
![Page 34: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/34.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Subunidad Fo
![Page 35: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/35.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Subunidad Fo
José Á
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Laguna,
Tenerife
, Esp
aña.
![Page 36: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/36.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Subunidad F1
![Page 37: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/37.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
ATP sintetasa
![Page 38: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/38.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Funcionamiento de la ATP sintasa
![Page 39: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/39.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Funcionamiento de la ATP sintasa
![Page 40: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/40.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Funcionamiento de la ATP sintasa
![Page 41: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/41.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Funcionamiento de la ATP sintasaP
rof. Jo
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L.G
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nin
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iolo
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ent -
St.O
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ANIMACIÓN!ATPasa1
![Page 42: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/42.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Funcionamiento de la ATP sintasaA
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Reco
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ANIMACIÓN!ATPasa2
![Page 43: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/43.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Experimentos que comprueban el acoplamiento
Experimento 1Materiales
●Buffer (medio tamponado)●Mitocondrias●ADP + Pi●Succinato●CianuroElectrodo de O2
Tomar muestras para determinar la presencia de ATP
![Page 44: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/44.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
O2 consumidoATP sintetizado
Tiempo
Experimentos que comprueban el acoplamiento
![Page 45: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/45.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Experimentos que comprueban el acoplamiento
Experimento 2Materiales
●Buffer (medio tamponado)●Mitocondrias●ADP + Pi y Succinato●Venturicidina u oligomicina●DNP ó FCCP
Electrodo de O2
Tomar muestras para determinar la presencia de ATP
![Page 46: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/46.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Experimentos que comprueban el acoplamiento
Experimento 2Materiales
●Buffer (medio tamponado)●Mitocondrias●ADP + Pi y Succinato●Venturicidina u oligomicina●DNP ó FCCP
Electrodo de O2
Tomar muestras para determinar la presencia de ATP
![Page 47: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/47.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Tiempo
O2 consumidoATP sintetizado
Experimentos que comprueban el acoplamiento
![Page 48: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/48.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
ATP SintasaP
rof. Jo
hn
L.G
ian
nin
iB
iolo
gy D
epartm
ent -
St.O
laf C
olle
ge
ANIMACIÓN!ATPasa3
![Page 49: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/49.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
DescarboxilaciónOxidativa del
Piruvato
Reacciones deOxidorreducción
Mitocondria- Generador de
energía -
Reacciones delCiclo de Krebs
Transporte electrónico y Fosforilación
oxidativa
Esquema
Rendimiento deuna molécula de
Glucosa
![Page 50: Bioenergética II - Ciclo de Krebs y Fosforilación oxidativa- parte 2](https://reader033.vdocuments.us/reader033/viewer/2022061417/55b20ec3bb61eb12398b45bb/html5/thumbnails/50.jpg)
Material elaborado por el Br. Carlos Pedroza
Rendimiento energético de una molécula de Glucosa
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Rendimiento energético de una molécula de GlucosaLanzadera del Malato-Aspartato
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Rendimiento energético de una molécula de GlucosaLanzadera del Glicerol-3-P
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Lanzaderas
Lanzadera del Malato-Aspartato NADH+ → NADH+
Lanzadera del Glicerol-3-P NADH+ → FADH2
Rendimiento energético de una molécula de GlucosaLanzaderas del Malato-Aspartato y del Glicerol-3-P
2NADH+ →
5ATP
2FADH2 → 3ATP
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Rendimiento energético de una molécula de Glucosa
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Rendimiento energético de una molécula de Glucosa2m
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