2
RespiracióncelularEselconjuntodereaccionesenlascualeselpiruvatoproducidoporlaglicólisisesconver4doaCO2yH2Oproduciéndose36ATP.Enlascélulaseucariontes,larespiraciónserealizaenlamitocondria.Sedaentresetapas:
• Oxidacióndelpiruvato
• CiclodeKrebs
• FosforilaciónOxida4va
3
CoA
1
2
3 Pyruvic
acid
Acetic acid
Coenzyme A
Acetyl-CoA (acetyl-coenzyme A)
CO2
Conversión piruvato en acetil-CoA
El piruvato debe atravesar ambas membranas de la mitocondria. Esta reacción ocurre en la matriz mitocondrial por acción de la enzima piruvato deshidrogenasa.
Descarboxilación oxidativa, irreversible
CoenzimaA
4
• InhibidoporATP.• Inhibidoporace4l–CoAyNADH(productos).
• InhibidoporlafosforilacióndeE1(piruvatodeshidrogenasa).• Ac4vadaporladesfosforilacióndeE1.• Ac4vadaporAMPyNAD+.
ComplejoPiruvatoDeshidrogenasa
ΔG= -32,2 kJ/mol
• TambiénesconocidocomoCiclodelÁcidoCítricooCiclodelosÁcidosTricarboxílicos.• CompletaelmetabolismodelpiruvatoderivadodelaGlicólisis.• El punto de par.da es Ace.l-CoA, obteniéndose CO2 ytransportadoresdeelectronesreducidos(NADHyFADH2).
1 Glucosa 2 Piruvato 2 Acetil–Co A
2 Vueltas en el ciclo
CiclodeKrebs
5
Sustratos
Acetic acid
ADP
3 NAD+
FAD
Krebs Cycle
Output
2 CO2 1 2
3
4
5
6
Este proceso ocurre en el matriz mitocondrial En presencia de oxígeno Productos
GTP GDP
CiclodeKrebs
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8 reacciones
6
• El citrato posee 6 C
• El citrato posee tres grupos ácidos
CONDENSACION
HIDRÓLISIS LIBERA ENERGIA SE RECICLA
BAJA CONCENTRACION
• Inhibida por ATP, NADH, succinil-coA.
• Inhibida por citrato (producto)
• Activada por AMP
• Isomerización del citrato a isocitrato
• El isocitrato posee 6 C y tres grupos ácidos
DESHIDRATACION-HIDRATACION
7
• Descarboxilacion oxidativa
• α-cetoglutarato posee 5 C • Se produce CO2 + NADH
• Inhibida por ATP
• Activada por ADP
• Descarboxilacion oxidativa • succinil-CoA posee 4 C • Se libera CO2 + NADH
• Inhibida por NADH
• Inhibida por succinil-CoA (producto)
8
• Fosforilación a nivel de sustrato
• El succinato posee 4 C • Se produce GTP
ΔG’0 = -36 kJ/mol
• Oxidación
• El fumarato posee 4 C
• Se produce FADH2
Flavoproteína MI mitocondria
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Balance de un ciclo: Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD 2 CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP
ATP
NADH: 3 ATP FADH2: 2 ATP
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NADH deshidrogenasas: transfieren átomos de H desde NADH.
Flavoproteínas: poseen riboflavina, transfieren átomos de H desde FADH2.
Citocromos con grupos hemo: transfieren los electrones. El Fe hemo sufre las oxidaciones y reducciones.
Proteínas con centros de Fe-S: el Fe no está en un grupo hemo.
Quinonas: moléculas no proteicas, muy hidrofóbicas que transportan electrones
Respiración celular: cadena transportadora de electrones
En la respiración, los electrones generados se transportan del intracelular al exterior, generando una diferencia de potencial en la membrana: carga + fuera y carga – dentro.
Se genera un gradiente de pH o potencial electroquímico a través de la membrana, generando un estado energético, que la célula aprovecha para generar energía.
Este estado energético se expresa como fuerza motriz de protones, que se utiliza para el transporte de iones, el movimiento del flagelo o la síntesis de ATP.
ATP sintetasa posee dos porciones: F1, en la cara que da a la matriz mitocondrial, y la F0, que atraviesa la membrana y actúa como canal del protones. En conjunto, F1/F0 catalizan la síntesis de ATP aprovechando el transporte de protones.
Respiración celular: cadena transportadora de electrones
Proceso de fosforilación oxidativa
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Rendimiento energético de una molécula de glucosa
Glicólisis
Fermentación Respiración celular
O2 O2
36 ATP
2 ATP
Muchas gracias
Patricio Muñoz Torres [email protected]