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Universidad de Carabobo Facultad de Ciencias de la Salud Escuela de Medicina “Dr. Witremundo Torrealba ” Sede Aragua Departamento de Bioquimica y Fisiologia. Producción Aeróbica del ATP. Pérez Jhosmarett Del Nogal Lusailys Domínguez Winny Ascanio Andrés. Prof. Marta Pernalette. - PowerPoint PPT Presentation
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Universidad de CaraboboFacultad de Ciencias de la Salud
Escuela de Medicina “Dr. Witremundo Torrealba”
Sede AraguaDepartamento de Bioquimica y Fisiologia.
Prof. Marta Pernalette
Pérez Jhosmarett Del Nogal LusailysDomínguez WinnyAscanio Andrés
Obj 8: Aplicar el concepto de
potencial redox para predecir la
dirección del flujo de
electrones en una reacción de óxido reducción.
Obj 9 : Aplicar la relación
matemática entre el
potencial redox y la variación de energía libre
para la resolución de
problemas bioquímicos.
Obj 10 :Analizar la importancia de la cadena respiratoria
como proceso exergonico en los organismos
aeróbicos.
OBJETIVOS
•Potencial estándar de reducción, pares Redox. Dados dos pares Redox, calculo de la diferencia de potencial estándar de reducción.
¿Como se moviliza esta cantidad Masiva de energía?
1. Glucolisis2. Ciclio de Acido
Citrico
Cantidad baja
energia
ATP
Energía metabólica
Estado electrónico estacionario
Transferencia de Electrones
Transferencia de Electrones
Procesos Escalonados
O2 MolecularUltimo paso
de Reducción
Exergonica
1 par de Equivalentes Reductores1mol de ATP
Sintesis Aclopada3mol de ATP
El flujo de electrones es responsable directa o indirectamente de todo el trabajo realizado por los organismos vivos
Organismos NO
Fotosintéticos
Compuestos Reducido
Organismos Fotosintétic
os
Especie Química Excitada por
Absorción de luz
Es la relación en la que un átomo o un grupo de
átomos pierde electrones.
Es la relación en la que un átomo o un grupo de
átomos gana electrones.
El transporte de e- consiste en una serie de reacciones de
oxido/reducción.
Donador de e- y Aceptor de e-
Esta reducido Esta oxidado
Fe2+ Fe3++ e-
Glucolisis:
Oxidación Piruvato, Ciclo de acido Cítrico ?
Cantidad :de 1 a 100.000
Estas reacciones ocurre en la membrana interna mitocondrial.
Potencial de Estándar
Reducción (E0)
Potencial de Reducción (E)
Es la tendencia de un donador electrónico a reducir a su aceptor.
•Temperatura de 25°C.•Concentración de donador y aceptor 1M. •PH de 7.0
En condiciones estándar
Agente Reductor: Es la sustancia capaz de reducir a otra, con lo que esta se oxida.
Agente Oxidante: Es la sustancia capaz de
oxidar a otra, con lo que esta se reduce.
Reductor + Oxidante Reductor Oxidado + Oxidante Reducido
Cu+ + Fe3+ Cu2+ + Fe2+
ReductorReductor oxidado
OxidanteOxidante reducido
Mientras mas positivo es el valor, mayor es la afinidad.
Un valor negativo de E° indica una fácil
tendencia a la perdida de electrones y por
tanto un poder reductor elevado.
Cuanto mayor es el valor de E´° mas
fuerte como oxidante es el
aceptor electrónico de esa pareja.
Calculo de la Diferencia de Potencial Estándar de
ReducciónE´o
E´o
ΔEo´
Calculo de la Diferencia de Potencial Estándar de
Reducción
Dados 2 pares Redox como NAD y FAD:
ΔE° = E° (oxi) - E° (Red)ΔE° = + 0,82 – (-0,32) =
1,14 Voltios Redox
De igual manera se puede calcular el FAD:
ΔE° = E° (oxi) - E° (Red)ΔE° = + 0,82 – (-0,18) =
1 Voltios Redox
Se Obtuvo: FADH2 + ½ O FAD + H2O +
•Relación ,matemática entre la variación de la energía libre estándar y la diferencia de potencial estándar de reducción. Ejemplos. •Calculo de la variación de energía libre estándar que ocurre por el flujo de electrones a través de la cadena respiratoria y comparar este resultado con la cantidad de energía que se necesita para sintetizar 3 moles ATP.
ΔG°´= -N × F × Δ E°
Relación matemática entre la DG°’ y la DE°’
Al conocer los valores de E se puede predecir la dirección en la que fluirán
los electrones
tienden a fluir hacia el lado con el E mas positivo
La fuerza de esta tendencia es proporcional a la diferencia en los potenciales de reducción DE°’.
Se Obtuvo: NADH + H + ½ O NAD + H2O
+ + +
½ O H2O
Oxidante
NADH + H NAD +
Reductor
1,14 Voltios Redox
2 son EStandar
ΔG°´= -N × F × Δ E°ΔG°´= -2 × 23,062 × 1,14
Calculado
ΔG°´=-5258 cal/molΔG°´=-52,58 cal/mol
ΔG°´
Debemos saber: Por cada 7,0 Kcal/mol = 1 mol de ATP
7,0 Kcal/mol 1 ATP52,58 Kcal/mol X
X = 7,5 ATP x cada Mol de NADH
+
El cual tiene una eficacia de 40% ( se divide entre 100)
7,5 x 0,4 = 3 Moles de ATP
7,5 = 3/0,4 Cuanta Necesitamos?ΔG°´
Moles de ATP = ΔG°´ 7
•Secuencia d transportadores electrónicos y análisis de las diferencias de potencial Redox entre intermediarios.
•La cadena transportadora consiste de una serie de transportadores que actúan secuencialmente y que están unidos a la membrana interna.
Los transportadores son proteínas integrales de membrana con grupos prostéticos capaces de aceptar y/o donar 1 o 2 electrones.
1. Los transportadores realizan 3 tipos de transferencias en todo éste proceso:
•Transferencia directa de electrones (asociada a metales)•Transferencia de átomo de hidrógeno → H+ + e-
•Transferencia de ión hidruro → H- (H+ + 2e-)
2. Existen 5 tipos de moléculas transportadoras de electrones en éste proceso:
•NAD+ y NADP+
•Flavoproteínas•Ubiquinona•Proteínas Ferro-sulfuradas•Citocromos
1.- Se genera apartir de otras celulas
2.- el NADH se oxida en el 1er paso (MITOCONRIAL)
3.- Contiene Mononucleótido FLAVINA /FMN)
1.- Lipofilo, Desde NADH
2.- Se descubrio, Tratamiento Mitocondrial (isooctano)
3.- Ligado proteína de Forma laxa
4.- Benzoquinona ligada a Isopreno
1.- Hemoproteinas Rojas (pequeña)
2.- caracterizada 1era vez por David Keilin
3.- Principales Denomidadas: b,c – c1,a . a3 ( b, c-c1 mismo Grupo hemo)(a-a3
HemoA Protoporfina IX)
Fuente: Mathew – Libro Bioquimica ,pag 586
31 Kj / mol.
Condiciones Estandar Diferentes Int. Mitocondria
3 Tecnicas Experimentales (Orden real de los T.E)
1.- Técnicas espectrofotométricas para medir el estado Redox de los T.E en las mitocondrias Exactas.2.- Uso de Inhibidores respiratorios específicos y aceptores de electrones artificiales.3.- Fraccionamiento en las mitocondrias en subensamblajes respiratorios.
NombreNADH Deshidrogenasa NADH:ubiquinona óxido-reductasa
Masa Molar 850 kDa
Subunidades Proteicas 43
Grupos Prostéticos FMN, centros Fe-S
Inhibidores Amital rotenonaPieridicina A
Nombre Succinato Deshidrogenasa
Masa Molar 140 kDa
Subunidades Proteicas 4
Grupos Prostéticos FAD, centros Fe-S
Inhibidores
Nombre Ubiquinona-citocromo C oxido-reductasa
Masa Molar 250 kDa
Subunidades Proteicas 11
Grupos Prostéticos Hemos, Fe-S
Inhibidores Antimicina A
Nombre Citocromo Oxidasa
Masa Molar 160 kDa
Subunidades Proteicas 13
Grupos Prostéticos Hemos, CuA, CuB
Inhibidores CN- (cianuro) Monoxido de Carbono
¿Cúal es la importancia de la cadena
transportadora de electrones y para que?Proceso exergónico que se acopla al proceso endergónico de la
síntesis de ATP.
Bibliografía• Lehninger. Principios de Bioquimica.4ta Edición. Editorial
Omega. 2004.
• Mathews. Bioquimica.2da Edición. Editorial Mcgraw-Hill. Interamerica. 2001.
• http://es.wikipedia.org/wiki/Fosforilaci%C3%B3n_oxidativa
• http://www.youtube.com/watch?v=D68uKTG6H0o&feature=related
• http://www.youtube.com/watch?v=yIijM8iEJ-o
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