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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.


La fuente de obtencin deenerga constituyen laoxidacin de lasmolculas orgnicaspresentes en lospresentes en losalimentos, los que seoxidan hasta CO2 y H2Ocon eliminacin deenerga.


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


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


Las peroxidasas se localizan fundamentalmente en tejidos vegetales

C2H5OH + H2O2 CH3CHO + 2 H2O

Las catalasas producen la siguiente reaccin

H2O2 + H2O2 2 H2O + O2


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.


CADENA RESPIRATORIA Se produce en las crestas de la mitocondria donde se produce

una serie de reacciones altamente ordenadas en funcin de lospotenciales normales.


COMPONENTES DE LA CADENA RESPIRATORIA

NAD

FADFAD

COENZIMA Q

COMPLEJO CITOCROMICO


Componentes de la cadena respiratoria

NADNicotinamina Adenin

DinucleotidoDeriva de la piridinaDeriva de la piridina

Sust Red + NAD+ Sust Ox + NADH + H+


FAD

Flavina Adenin Dinucleotido

Deriva de la Flavina

NADH + H+ + FAD

NAD+ + FADH2


CITOCROMOS

Son ferroprotenas que transfieren electrones a la cluladesde las flavoprotenas al O2 en la membranamitocondrial.

Fe 2+ Fe 3+ + 1e


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


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.


SECUENCIA DE LA CADENA RESPIRATORIA: CR

SUST RED NAD

NADH H

FAD

FADH2

CoQ

CoQH2

BARBITURICOS

OX OX OXOX

RD RDRD

HID

H20


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


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.


LA CR Y PO


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


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.


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


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.


CICLO DE KREBSKREBSO CICLODELACIDOCITRICOCITRICOCITRICOCITRICO


CK: Condensacin


CK: Deshidratacin - Hidratacin


CK: Oxidacin - Descarboxilacin


CK: Fosfato de sustrato


CK: Deshidrogenacin


CK: Hidratacin


CK: Deshidrogenacin


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


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%)


ESQUEMA GENERAL: CK,CR,PO


ESQUEMA GENERAL:METABOLISMO DE ALIMENTOS, CK, CR, PO


MITOCONDRIA


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