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