CADENA RESPIRATORIA

1.TRANSPORTE DE ELECTRONES

2. FOSFORILACION OXIDATIVA

ENERGÍA Y

METABOLISMO

Metabólicamente la energía se obtiene en el

proceso llamado cadena respiratoria

oxidación de sustratos, produciendo agua y

energía.

Es realizada mediante una serie de enzimas que

constituyen la cadena de transporte de

electrones, en la que un grupo de compuestos

son oxidados y reducidos alternativamente.

FAD: flavín adenin

dinucleótido

NAD: nicotinamin

adenin dinucleótido

FMN: flavín

mononucleótido

Funciones De la Cadena

Respiratoria

Producir energía a partir de Glúcidos, Lípidos y

Proteínas

Transporta equivalentes reducidos y los conduce

con el O2 para formar agua

Incorpora PO4 como fuente de alta energía

Transporta H+ y electrones a lo largo de la cadena

Existe una diferencia de potencial redox

Puede incorporar electrones desde el NADH a la

coenzima Q

Estructura de proteínas hierro-sulfuradas presentes

en los complejos de la cadena respiratoria

COMPONENTES DEL TRANSPORTE

DE ELECTRONES

COMPLEJO I: NADH - DESHIDROGENASA

Posee un grupo FMN, con estructura

similar al FAD

Enzima responsable de recibir los

electrones del NADH

Cuenta con un centro constituido por

Hierro y Azufre, participa en transferencia

de electrones hacia el siguiente

intermediario de la cadena, la coenzima Q.

COMPLEJO I: NADH - DESHIDROGENASA

COMPONENTES DEL TRANSPORTE

DE ELECTRONES

COMPLEJO II: SUCCINATO DESHIDROGENASA O

SUCCINATO-COENZIMA Q REDUCTASA

FAD realiza la oxidación del succinato en el ciclo de Krebs

FADH2 (coenzima reducida) dona el par de electrones al centro activo Ferro-sulfurado (similar al presente en el complejo I), entregando los electrones a la coenzima Q.

COMPLEJO II: SUCCINATO DESHIDROGENASA O

SUCCINATO-COENZIMA Q REDUCTASA

COMPONENTES DEL

TRANSPORTE DE ELECTRONESCoQ: Coenzima Q-10 / Ubiquinona

Hace parte del complejo III

Coenzima Liposoluble,

Formada por un hexaciclo

COMPONENTES DEL TRANSPORTE

DE ELECTRONESCOMPLEJO III: CITOCROMO C – COENZIMA Q

OXIDOREDUCTASA

Complejo multienzimático con varios

centros activos: citocromo b, citocromo

c1 y proteína de Rieske (también contiene

grupo Hierro y Azufre)

Hay transferencia de electrones: CoQ citocromo b P. Rieske citocromo C

COMPLEJO III: CITOCROMO C – COENZIMA Q

OXIDOREDUCTASA

Proteína de

Rieske

COMPONENTES DEL

TRANSPORTE DE ELECTRONESCOMPLEJO IV: CITOCROMO OXIDASA

• Enzima encargada

de dar los

electrones de la

cadena al aceptor

final: la molécula

de oxígeno.

FOSFORILACIÓN

OXIDATIVA

En el transporte de

electrones durante las

reacciones de óxido

reducción, una porción de

energía es liberada para

usarse en la fosforilación de

ADP.

A través de la membrana,

mediante un bombeo de

protones desde el espacio

intermembrana hacia la

matriz mitocondrial, ocurre

la síntesis de ATP.

FOSFORILACIÓN OXIDATIVACOMPLEJO V: ATP sintetasa (sintasa)

• Encargada de la síntesis directa del ATP por

transferencia de electrones del oxígeno

(organismos aerobios).

• Estas enzimas se visualizan como pequeñas

esferas sobre la membrana interna de la

mitocondria, donde se encuentra gran cantidad

de estas moléculas.

COMPLEJO V: ATP sintetasa

Modelo Quimiosmótico(Fuerza protón motriz)

Factores que Controlan el

Proceso Respiratorio

Número de mitocondrias

Morfología de las mitocondrias

Disponibilidad de ADP y de fosfato

Capacidad de saturación de la cadena respiratoria

Disponibilidad de Oxígeno

Número de proteínas asociadas a la membrana

mitocondrial interna, responsables del consumo de

O2 y síntesis de ATP.

Desacoplantes de la

Cadena Respiratoria

En la membrana interna hay sustancias que aumentan la permeabilidad a los protones. Forman una ruta que disipa el gradiente de protones no asociada a ATP.

Permiten el transporte de electrones inhibiendo la síntesis de ATP.

Detienen las rx de fosforilación pero no las de oxidación, las cuales suceden a altas velocidades y liberan energía en forma de calor (No ATP)

*Dicumarol, Dinitrofenol.

Inhibidores de la Cadena

Respiratoria

Interrumpen el transporte del NADH a la CoQ

*Amobarbital

*Piericidina

*Rotenona

Inhibe la succinato deshidrogenasa que transfiere hidrogeniones a la CoQ

*Carboxina

*TTFA

Impide la oxidación y la fosforilación: Oligomicina

Inhibe fosforilación oxidativa bloqueando el ADP (transportador): Atractilósido

Producen desacople: Dinitrocresol, Pentaclorofenol, CCCP (clorocarbonil cianuro fenil hidrazona)