Si una enzima actúa sobre dos sustratos: S1 y S2 (Km= 0,1M y Km 10 -2 M respectivamente, cuando...

Si una enzima actúa sobre dos sustratos: S1 y S2 (Km= 0,1M y Km 10-2 M respectivamente, cuando ambos sustratos se encuentran en la misma concentración ¿Cual sería el sustrato preferencial para la enzima?

Una enzima con Vmáx. de 2,0 moles/min es inhibida no competitivamente. De acuerdo a sus conocimientos sobre Inhibición no competitiva ¿Cuál de los dos ítems podría ser verdadero?

La Vmáx. alcanzada en estas condiciones es de : a) 2,5 moles/min

b) 1,5 moles/min

La enzima fosfofructoquinasa, principal enzima reguladora de la vía glicolítica, presenta moduladores positivos y negativos. De acuerdo a lo estudiado sobre regulación enzimática ¿Cómo clasificaría a esta enzima?

Una forma de regular la actividad de una enzima es por unión covalente de grupos fosfatos. En este caso se trata de:

a)Regulación por retroinhibición

b)Regulación covalente

La variación del pH cambia la actividad de la enzima porque:a) Cambia la carga del centro activo y del sustratob) Cambia la carga solamente del centro activoc) Cambia la carga solamente del sustrato

Si se duplica la concentración de enzima

a)La velocidad de la reacción se duplica

b)Aumenta la afinidad de E por S

Cadena respiratoria. Ubicación celular. Componentes de la cadena respiratoria. Función.

Fosforilación oxidativa: Síntesis de ATP. Acción de Inhibidores: Desacoplantes, inhibidores de la fosforilación, inhibición del transporte electrónico. Control respiratorio.

Sistema microsómico: Metabolismo de xenobiótico

BOLILLA 3

SOL

AUTOTROFOS FOTOSINTETICOS

HETEROTROFOS

O2

CO2

Lípidos

ACIDOS GRASOS

Hidratos de carbono

GLUCOSA

Proteínas

AMINOACIDOS

OXIDACION

Compuestos con uniones

ricas en energía

NADH

FADH2

ATP

O2

OXIDACION-REDUCCION

OXIDACION

REDUCCION

+

-

O2

H

+

- O2

H

- e-

e-+

DISTINTAS FORMAS EN QUE SE TRANSFIEREN ELECTRONES EN LA CELULA

2.- Transferencia de un átomo de hidrógeno

(H+ + e-): AH2 + B A + BH2

3.- Transferencia de un ion Hidruro (:H-)

AH2 + NAD+ → A + NADH + H+

4.- Transferencia de e- desde un reductor orgánico al oxígeno: R-CH3 + ½ O2 RCH2-OH

1.- Transferencia de 1 e-: Fe +++ Fe++

POTENCIAL DE REDUCCION

• POTENCIAL DE REDUCCION DE UN ELEMENTO, ION O COMPUESTO ES SU TENDENCIA A GANAR ELECTRONES FRENTE A OTRO ELEMENTO, ION O COMPUESTO

2 Na + Cl2 2 NaCl

2 Na 2 Na+ + 2 e-

Cl2 + 2 e- 2 Cl-

Oxidación

Reducción

GRUPO

CUPLA REDOX

• La forma oxidada y reducida en cada hemireacción constituyen un par o cupla redox

Na+/Na , Cl/Cl- (Sentido de la reducción)

E´o :Se determinan en comparación con el

potencial de hidrógeno

Signo positivo (+) : par redox con mayor tendencia que el hidrógeno a sufrir reducción

Signo negativo (-): par redox con menor tendencia que el hidrógeno a sufrir reducción

Potenciales de reducción estándar

2 H+ + 2 e- → H2 -0.42 V NAD+ + H+ + 2 e- → NADH -0.32 V S + 2 H+ + 2 e- → H2S -0.23 V FAD + 2 H+ + 2 e- → FADH2 -0.22 V Acetaldehído + 2 H+ + 2 e- → etanol -0.20 V Piruvato + 2 H+ + 2 e- → lactato -0.19 V Cu+ → Cu2+ + e- -0.16 V Citocromo b (Fe3+) + e- → citocromo b (Fe2+) + 0.075 V Citocromo c1 (Fe3+) + e- → citocromo c1 (Fe2+) + 0.22 V Citocromo c (Fe3+) + e- → citocromo c (Fe2+) + 0.235 V Citocromo a (Fe3+) + e- → citocromo a (Fe2+) + 0.29 V Fe3+ + e- → Fe2+ + 0.77 V ½ O2 + 2 H+ + 2 e- → H2O + 0.82 V

OXIDACIONES BIOLOGICAS

½ O2 + 2 H+ + 2 e- H2O

NAD+ + 2 H+ + 2 e- NADH + H+

Eó = + 0,82 voltios

G = - n F E’o = - 2 . 23,062 . 1,14 = - 52,58 kcal/mol

Eó = - 0,32 voltios Eó = + 0,82 – (- 0,32)

Representación esquemática de una oxidación biológica

Sustrato H2

Sox

A(OX)

AH2

(RED)

C(OX)

B(OX)

BH2

(RED)

CH2

(RED)½ O2

H2O

Escala de Potencial de reducciónSS OO22

E E E E

CADENA DE TRANSPORTE ELECTRONICO (CTE)

• Los componentes de la CTE se encuentran en la membrana mitocondrial interna.

• Reciben equivalentes de reducción de NADH y FADH2 producidos en la matriz.

• Se encuentran ordenados en orden creciente de sus potenciales de reducción.

• El aceptor final de electrones es el oxígeno.

Destino de los equivalentes de reducción

C. de Krebs

Memb.interna

Espacio intermemb.

Memb.interna

Memb.externa

Crestas

mitoc.

Matriz

OXIDORREDUCTASAS (DESHIDROGENASAS)

• Deshidrogenasas ligadas a NAD ó nicotinamídicas

• Deshidrogenasas ligadas a FAD ó flavínicas

AH2 + NAD+ A + NADH + H+

AH2 + FAD (FMN) A + FADH2 (FMNH2)e- + H+

H-

COMPONENTES DE LA CADENA DE TRANSPORTE ELECTRONICO

• FLAVOPROTEINAS: FMN ó FAD: Transportan 2 e- y 2 H+

• PROTEINAS FERROSULFURADAS: transportan e- (Fe+

++ Fe++)

• COENZIMA Q ó UBIQUINONA: Quinona isoprenoide no proteica.Transporta 1 e- y libera 2 H+ a la matriz.

• CITOCROMOS b, c, c1, a, a3: Proteínas que contienen un grupo hemo. Transportan 1 e-

Componentes de la Cadena de transporte electrónico

Complejo enzimático Grupos prostéticos

Complejo I (NADH deshidrogenasa) FMN, FeS

Complejo II(succinato deshidrogenasa) FAD,FeS

Complejo III (citocromo bc1) Hemo, FeS

Citocromo c Hemo

Complejo IV (citocromo oxidasa) Hemo, Cu

Cit.b /Centro Fe-S/ Cit c1

Coenzima Q

Fe/Cu

Fe/Cu

O2

IV

FAD

Fe-SII

Complejo I

NAD UBIQUINONA REDUCTASA Complejo III

CITOCROMO C –COENZIMA Q OXIDO REDUCTASA Complejo IV

CITOCROMO OXIDASA

Cit.a

Cit a3

Cit.cFeFe-SFe Fe Fe

III

Fumarato

Succinato

Complejo II

SUCCINATO DESHIDROGENASA

NADH

FMN

Fe-SI

NAD+

e-

Complejo I


CITOCROMO C –COENZIMA Q OXIDO REDUCTASA Complejo IV

CITOCROMO OXIDASA

Complejo I


CITOCROMO C –COENZIMA Q OXIDO REDUCTASA

Complejo II

SUCCINATO DESHIDROGENASA

Complejo IV

CITOCROMO OXIDASA

Complejo I


CITOCROMO C –COENZIMA Q OXIDO REDUCTASA

Reacciones que proveen de NADH a la cadena respiratoria

• Piruvato deshidrogenasa

• Isocitrato deshidrogenasa

• Malato deshidrogenasa

• -cetoglutarato deshidrogenasa

Sustrato + NAD+ Producto + NADH + H CR

CICLO DE KREBS

REACCIONES DEL COMPLEJO I

NADH + H+ NAD+ + 2 e- + H+ (Eo= - 0,32 V)

FMN + 2 e- + 2 H+ FMNH2 (Eo= - 0,22 V)

NADH + H+ + FMN → FMNH2 + NAD+

Camino de los equivalentes de reducción en el Complejo I

COMPLEJO II

• Succinato-coenzima Q oxidorreductasa• Coenzima: FAD• Proteínas ferrosulfuradas• Transfiere equivalentes de reducción desde

succinato a la coenzima Q

Succinato + E-FAD Fumarato + E-FADH2

E-FADH2 + Prot-Fe+++ E-FAD + Prot-Fe++

Prot-Fe++ + CoQ Prot-Fe+++ + CoQH2

Deshidrogenasas que entregan electrones a la Ubiquinona

• Acil-CoA deshidrogenasa

• Glicerol-3-fosfato deshidrogenasa

FADH2 ETFP CoQ

ETFP-ubiquinona oxidorreductasa

FADH2 CoQ

Ordenamiento de los Componentes de la Cadena Respiratoria

CoQ

NADH-UBQ reductasa

FMN

(Fe-S)

I Cit c

Cit b

(Fe-S)

Cit c1III

Cit a

Cit a3

2 CuIV O2

3-P-Glicerol

FAD

FAD

II

3-P-Glicerol3-P-Glicerol3-P-Glicerol3-P-Glicerol3-P-Glicerol

-cetoglutarato

Glutamato

3-OH-AcilCoa

-OH-Butirato

SUCCINATO

Acil-CoA

Piruvato

Malato

Isocitrato

3-P-Glicerol

CAMINO DE LOS ELECTRONES desde el COMPLEJO III al O2

CoQH2

CoQ

Cit.b566

Fe+++ Fe++Fe++ Fe+++ Fe+++

Fe++ Fe+++ Fe++ Fe+++ Fe++ Fe+++

Fe++½ O2 + H+

H2O

Cit.b562

Fe-SCit.c1

Cit.c

Cit.a.a3

Complejo IVComplejo III

MECANISMOS DE SINTESIS DE ATP

• FOSFORILACION A NIVEL DE SUSTRATO

• FOSFORILACION OXIDATIVA

CADENA RESPIRATORIA

HIDRÓLISIS DE UNA UNION DE ALTA ENERGIA

O2

CH2

C – O – PO3

COO-

Fosfoenolpiruvato

Go’ = - 61,9 kJ/mol

װ

ו

ו

OC

O – PO3

C H2

C-O-PO3

H2

1,3-BisfosfogliceratoG o’= - 49,3 kJ/mol

װ

וו

ו

O CH2

-O – P – NH – C –N – CH3

O- NH2

Fosfocreatina

Go’ = - 43,0 kJ/mol

װ

ו װ

ו

CH3

O

C - SCoA

Acetil-CoA

Go’ = - 32,2 kJ/mol

ו װ

Adenosina Trifosfato (ATP)

Moléculas de alta energía: ATP, GTP, 1,3

difosfogliceratop, Fosfoenolpiruvato, Acetil-

CoA, Creatina fosfato.

Energía de Hidrólisis de los Compuestos de elevada Energía

• ATP Go’= - 30,5 kj/mol

Gp= - 50-65 kJ/mol O O O

-O-P-O-P-O -P-O-Ribosa-Adenina

O- O- O-

Mg MgATP2-

װ װ

ו ו

ו ו

װ

ו

3- O

O P O

O

ו ו

ו

ו AMP + PPi

2 Pi

Activación de Acidos grasosPolimerización de ARN ó ADN (desioxi)

Activación de AminoácidosQuimioluminiscencia

SINTESIS DE ATP TEORIA QUIMIOSMOTICA

MATRIZ

ESPACIO INTERMEMBRANA

TRANSLOCACION DE PROTONES Y SINTESIS DE ATP

POSTULADOS DE LA TEORIA QUIMIOSMOTICA

• Membrana mitocondrial impermeable a protones• Expulsion de H+ durante el transporte de electrones • Formación de un gradiente electroquímico (H+ y

cargas positivas)• El pasaje de los H+ a través de Fo activan la ATP

sintasa

-NAD+ y ferrosulfoproteínas-Flavoproteína y citocromo b-Coerzima Q y citocromos c y a-a3

Esquema translocasa ADP-ATP y transportador de Pi.

Mitocondria

Citosol

Membrana mitocondrial

interna

ADP ATP Pi

ADP ATP Pi

INHIBIDORES

• Inhibidores del transporte electrónico Inhiben solamente el transporte de e-

• Inhibidores de la fosforilación Inhiben la síntesis de ATP , indirectamente eel

transporte de e-

• Desacoplantes Impiden la síntesis de ATP pero no inhiben el

transporte de electrones• Inhibidores de la translocasa Inhiben la entrada de ADP y la salida de ATP

desde la mitocondria

ACCION DE INHIBIDORES

Aceptores artificales de electrones

Azul de metileno

2,6 diclorofenol indofenol

Ferricanuro

Tetrametil p-fenilendiamina

Rotenona (insecticida)

Amital (barbitúrico)

Inhiben Fe-S/CoQ

Antimicina A (antibiótico)

bloquean citb/citc1

CN-

CO

Inhiben la citocromo oxidasa

NADH FMN Fe-S CoQ cyt b Fe-S cit c1 citc cit a cit a3 O2

(-0.32) (+0.82)

INHIBIDORES DE LA FOSFORILACIÓN

• Oligomicina: Bloquea el flujo de protones a través de Fo.

• Se inhibe la síntesis de ATP

• Se acumulan protones y se produce una fuerza inversa deteniéndose el transporte de electrones.

DESACOPLANTES

Actúan como ionóforos eliminando el gradiente de protones.

+ H+

O-

2,4 Dinitrofenol (DNP)Forma protonada que atraviesa la membrana

Relacion P/O en presencia de Inhibidores

• Sustrato: NADH

Sin Inhibidor

P/O = 3/1

c/Inh. del COMPLEJO II

c/Inh. del COMPLEJO I

C/ DESACOPLANTES

e- e- e-

P/O = 0

P/O = 3/1

P/O = 0/1

e- e- e- (Q al O2)

e- e- e-

e- e- e- e- e- e- e- e- e- (Q al O2)



C/ DESACOPLANTES



Sin Inhibidor

C/ DESACOPLANTES



• Sustrato: FADH2

P/O = 2


P/O = 2

P/O = 0

C/ DESACOPLANTES

P/O = 0

Sin Inhibidor

e- e- e- c/Inh. del

COMPLEJO II

e- e- e- (Q al O2)

e- e- e- (Q al O2)

e- e- e- e- e- e- e- e- e- (Q al O2)



C/ DESACOPLANTES



Sin Inhibidor

C/ DESACOPLANTES



OXIDASAS Y OXIGENASAS

• Localización: Microsomas y peroxisomas

• No asociados a la producción de ATP

• Usan O2 como sustrato

OXIDASAS

OXIGENASAS

No incorporan O2

Oxid.

MONOXIGENASAS

DIOXIGENASAS

Incorporan un átomo del O2

Incorporan los 2 átomos del O2

OXIDASAS

• Oxidación peroxisómica de ácidos grasos

• Citocromo oxidasa

Flavoproteína: FADH2 FAD y O2 H2O2

Hemoproteína: Fe++ Fe+++ y O2 H2O

MONOOXIGENASAS u OXIGENASAS DE FUNCION MIXTA ó HIDROXILASAS

• AH + BH2 + O=O A-OH + B + H2O

1 O se incorpora al sustrato y el otro O forma agua

Sustrato principal Co-Sustrato NADH, NADPH, FMNH2,

FADH2, BH4

CITOCROMO P-450

Hidroxilación de esteroides

Hidroxilación de fármacos

Hidroxilación de xenobióticos

CITOCROMO b5 Desaturación de ácidos grasos

ESQUEMA DE REACCION Y UBICACIÓN CELULAR DEL CITOCROMO 450

CY P450H-OH

O2RH

R-OH

CITOPLASMA

MEMBRANA RETICULO ENDOPLASMICO

NADPH

NADP+

Si una enzima actúa sobre dos sustratos: S1 y S2 (Km= 0,1M y Km 10 -2 M respectivamente, cuando...

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