• Sintasas: Catalizan reacciones de condensación en
las que no está involucrado el ATP.
• Sintetasas: Reacciones de condensación que utilizan
ATP
• Ligasas: Sintetasas.
• Liasas: Catalizan eliminaciones (cortes) en lo que
sucede un rearreglo electrónico. Pueden catalizar la
reacción inversa de adición.
• Cinasas: Transfieren el grupo fosfato de un nucleosido
trifisfato a un aceptor (azucar, proteína, otro nucleótido,
intermediarios metabólicos).
• Fosforilasas. Catalizan reacciones de fosforolisis,
reacciones de desplazamiento con fosfato como especie
atacante.
• Fosfatasas: Remueven grupos fosforilos con agua como
especie atacante.
Enzimas celulares
Deficiencia de tiamina:
Metabolismo cerebral
Beriberi
En mamíferos, complejo
inhibido por fosforilación
específica en serina
Decarboxilación
oxidativa de piruvato a
AcCoA
Decarboxilación
Transferencia
Oxidación
La cercanía de las enzimas
acelera la reacción y evita
reacciones secundarias
Regulación del complejo piruvato deshidrogenasa
Más fácilmente
oxidable
Reacciones 6-8:
Oxidar succinato de regreso a
oxalacetato
Enzyme: Citrate synthase
Reaction: Aldol condensation
Acetyl CoA condenses with oxaloacetate first,
to form citryl CoA, a high energy thioester
intermediate. Then citryl CoA is hydrolyzed
to citrate and CoA.
Prosthetic group: No
Citrate synthase: Dimer of two identical 49 kDa subunits.
Binding of oxalacetate induces an structural rearrengement creating the binding site for AcCoA
Se evitan reacciones no
deseadas por el cambio de
conformación de la enzima, la
que sólo es activa cuando
contiene el oxalacetato
Enzyme: Aconitase (aconitate hydratase)
Reaction: Dehydration
Citrate is isomerized to isocitrate by this first dehydration and
yields cis-aconitate as an intermediate. (bound to enzyme)
Prosthetic group: Fe-S
Enzyme: Aconitase
Reaction: Hydration
Hydration of cis-aconitate gives the interchange of H atom and OH
group from the step 2. Isocitrate is rapidly consumed.
Prosthetic group: Fe-S
Enzyme: Isocitrate dehydrogenase
Reaction: Oxidative decarboxylation
Dehydrogenation of isocitrate occurs and yields oxalosuccinate
as an intermediate. Then CO2 leaves to have alpha-
ketoglutarate.This reaction gives NADH.
Prosthetic group: No
Enzyme: -Ketoglutarate dehydrogenase complex
Reaction: Oxidative decarboxylation
This mechanism is almost the same as the reaction of oxidative
decarboxylation of pyruvate to acetyl CoA by the pyruvate
dehydrogenase complex. This reaction gives one NADH.
Prosthetic group: Lipoic acid, FAD, TPP
Enzyme: Succinyl CoA synthetase
Reaction: Substrate-level phosphorylation
The thioester bond of succinyl and CoA is an energy rich bond.
Thus only this step gives a high-energy phosphate compound,
GTP from the couple reactions of the thioester bond cleavage and
the phosphorylation of GDP.
Prosthetic group: No
Phosphorylated enzyme
intermediate
La enzima tiene dos subunidades
Enzyme: Succinate dehydrogenase (membrane bound, complex II)
Reaction: Oxidation, alkane --> alkene
The two hydrogens of succinate leave to an acceptor, FAD. Not
sufficiently exergonic to reduce NAD+.
Then this reaction yields fumarate and FADH2. Electrons are
transferred to the Fe-S cluster of the enzyme.
Prosthetic group: FAD & Fe-S
Enzyme: Malate dehydrogenase
Reaction: Oxidation
Malate is dehydrogenated to form oxaloacetate. The hydrogen
acceptor is NAD. Therefore, this reaction yields NADH. This
reaction occurs because of depletion of oxaloacetate
Prosthetic group: No
Enzyme: Fumarase (highly stereospecific)
Reaction: Hydratation with a carbanion intermediate
Fumarate is hydrated to give Malate.
Prosthetic group: No
Reacción neta del ciclo del ácido cítrico
Acetyl CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O ---> 2CO2 + 3 NADH + FADH2 +
GTP + CoA
8 electrones extraídos.
1. Disponibilidad de substratos (AcCoA y
oxaloacetato)
2. Inhibición por acumulación de productos
3. Inhibición retroalimentada alostérica de
las enzimas que catalizan los primeros
pasos (ADP, ATP y Ca2+)
Inhibe la pfk1
TCA: an amphybolic pathway
AcCoA
Fructose 1,6 biphospahte
Ciclo del glioxilato
Los vertebrados son incapaces de
convertir ácidos grasos o acetato en
carbohidratos (conversión de Pyr a
partir de AcCoA es irreversible).
En plantas:
Fosforilación oxidativa (mitocondria)
Fotofosforilación (cloroplastos) Depende absolutamente de la
energía de la luz
Oxidación de agua a oxígeno, con NADP+ como aceptor de e-
Reducción de oxígeno a agua
• Consisten en el flujo de electrones a través de una cadena de
acarreadores unidos a membrana
• La energía libre proporcionada por el flujo de electrones exergónico
está acoplado por un transporte contrario de protones a través de
una membrana impermeable, conservando la energía libre de
oxidación como un potencial electroquímico.
• El flujo transmembranal de protones a través de canales protéicos
específicos aporta la energía necesaria para la síntesis de ATP por la
ATP sintasa
Una mitocondria de hepatocito puede
contener hasta 10,000 conjuntos de
transferencia de electrones. Una de
corazón hasta 3 veces más.
Mr<5000
Nicotinamida nucleotído transhidrogenasa
NADPH + NAD+ <===> NADP+ + NADH
En la fosforilación oxidativa ocurren 3 tipos de transferencia de electrones
1. Transferencia directa (reducción de Fe3+ a Fe2+)
2. Transferencia como átomo de hidrógeno (H+ + e-)
3. Transferencia de ión hidruro (:H-) que posee dos electrones
Complejo I
Complejo enzimático con 42 proteínas
NADH + H+ + Q ---> NAD+ + QH2
Complejo II
Succinato deshidrogenasa
Por su tamaño e hidrofobicidad puede difundir a través de la membrana
interna de la mitocondria
Complejo III (complejo citocromo bc1)
QH2 + 2Cytc1 (oxidado) + 2H+n ---> Q + 2Cyt c1 (reducido) + 4H+
p
Complejo IV
4 cytc(reducido) + 8H+N + O2 ---> 4cytc (oxidado) + 4H+
p + 2H2O
4H+
Substrato
4H+
Trasferidos 2 H2O
NADH + 11 H+N + 1/2 O2 ---> NAD+ + 10 H+
P + H2O
ADP + Pi + nHP+ ---> ATP +H2O + nH+
N
Transporte de protón en contra de un gradiente electroquímico:
Ghígado = 21 kJ/mol
Síntesis de ATP = 40-50 kJ/mol (ca. 3 protones)
ATP sintasa (complejo V)
8-13 subunidades
F1
F0
Transportadores
Ca2+
Mitocondria, RE y espacio extracelular son reservorios
Mitocondria:
Sistema 1: potencial de membrana Km > [Cacyt]
Sistema 2: Intercambio por Na (antiport)corazón, cerebro, músculo esqueléticoMáxima velocidad
Aumento en Cacyt ---> aumento Camit
Aumento TCA ---> aumento NADH
Transportadores: NADH
• Transportador malato-aspartato: 1 NADH = 2.7 mol ATP
Transportadores: NADH
• Transportador glicerofosfato: 1 NADH = 2 ATP• Cerebro y músculo esquelético• Es irreversible, aún en situación de bajo [NADH]
Complete reaction:
C6H12O6 + 6 O2 --> 6CO2 + 6 H2O G0’ = -2824 kJ/mol
C6H12O6 + 6 H2O --> 6CO2 + 24 H+ + 24e-
6 O2 + 24 H+ --> 12 H2O
QuickTime™ and a decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and a decompressor
are needed to see this picture.
QuickTime™ and a decompressor
are needed to see this picture.
La velocidad de consumo de oxígeno depende de la
concentración de ADP