Fosforilació oxidativa (2008)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 1º curso
Asignatura Biologia
Año del apunte 2008
Páginas 12
Fecha de subida 25/05/2014
Descargas 2
Subido por

Vista previa del texto

FOSFORILACIÓ OXIDATIVA Flux Mitocondrial d’electrons i formació d’ATP Grup F FLUX MITOCONDRIAL D’ D’ELECTRONS El transport d’electrons es produeix a les crestes del mitocondri FLUX MITOCONDRIAL D’ D’ELECTRONS Compostos: NADH FADH2 FLUX MITOCONDRIAL D’ D’ELECTRONS Compostos: CITOCROM C COENZIM Q OBTENCIÓ OBTENCIÓ D’ATP L’ATP es pot obtenir a través de: • Fosforilació oxidativa (fotofosforilació) • Fosforilació a nivell de substrat No es pot obtenir mitjancant una reacció química entre compostos reduïts i ADP.
port Trans Fos fo ònic Electr rilac ió Oxid ativ a FORMACIÓ FORMACIÓ D’ATP EN LA FOSFORILACIÓ FOSFORILACIÓ OXIDATIVA Citocrom B Complex NADH - deshidrogenasa • NADH Coenzim Q Citocrom C1 Citocrom (a + a3) Oxigen Es redueix H20 NADH FADH2 3 ATP 2 ATP FORMACIÓ FORMACIÓ D’ATP Sempre favorable! FORMACIÓ FORMACIÓ D’ATP – FOSFORILACIÓ FOSFORILACIÓ OXIDATIVA ADP + Pi L’ATP es forma a l’ATP Sintetasa gràcies al transport d’electrons que recorren els diversos complexes ATP ATP SINTETASA ADP + Pi ATP sintetasa Semblança amb un Motor ATP REACCIÓ QUÍMICA… TRANSDUCCIÓ D’ENERGÍA! UNA ALTRA FUNCIÓ FUNCIÓ DEL TRANSPORT ELECTRÒNIC El transport electrònic, a més de crear ATP serveix per generar calor TERMOGENINA Proteïna que desacopla el transport electrònic de la fosforilació oxidativa, permetent que l’energia s’alliberi en forma de calor.
Exemple: És present en els acabats de néixer i en els mamífers que hibernen.
GRUP F Flux mitocondrial d’electrons. Fosforilació oxidativa y formació de l’ATP. Relació P/O (Tema 7a) 1. Com són els compostos que intervenen al transport electrònic mitocondrial? 2. Quin ordre segueixen i on són situats? 3. L’ordre en que reaccionen, què implica quant a l’energia lliure de cada reacció i l’energia lliure global? 4. Hi ha reacció química entre compostos reduïts i ADP per formar ATP? 5. Si la resposta és NO, d’on ve l’ATP format a la fosforilació oxidativa.
6. Si aquest procés que hem descrit no és una reacció química, quin nom té? 7. Com actua l’ATP sintasa? Algú ha dit que és com un motor elèctric; per què? 8. El transport electrònic, serveix per alguna altra cosa a banda de per generar finalment ATP? 1, El flux mitocondrial té lloc en els mitocondris, orgànuls de les cèl·lules eucariotes on tenen lloc les reaccions de respiració cel·lular.
En la reacció global catalitzada a la cadena respiratòria mitocondrial es transfereixen els electrons des de el NADH i FADH2 (donadors electrònics primaris) fins a l’O2 amb l’objectiu d’alliberar energia per a la síntesi d’ATP.
+ P 2, Els electrons que entren a la cadena respiratòria provenen majoritàriament del NADH i el FADH2, molècules hidrosolubles que actuen com a transportadors d’electrons des de les altres reaccions catabòliques mitocondrials fins a la cadena respiratòria, on és redueixen per ser utilitzades de nou en les reaccions oxidatives.
Aquesta oxidació allibera energia que pot ser utilitzada en la fosforilació oxidativa.
- Fosforilació oxidativa: és el mecanisme de síntesi de la major part de l’ATP en els organismes aeròbics.
El pas per la cadena respiratòria dels dos electrons cedits en la reducció del NADH alliberen energia per la síntesi de 3 molècules d’ATP, metre que els electrons cedits pel FADH2 alliberen energia per la síntesi de 2 molècules d’ATP. Això és degut a que el NADH allibera els electrons en el complex I, i el FADH2 en el complex II, perquè els enzims que catalitzen les seves reaccions són diferents.
3, En la cadena respiratòria actuen diversos tipus de transportadors electrònics, la majoria de proteïnes integrades en la membrana. Cada component pot acceptar electrons del transportador precedent i transferir-los al següent en una seqüència específica.
La seqüència en la que actuen té a veure amb els potencials de reducció. Tots els potencials de reducció estàndard són baixos, però en les condicions cel·lulars transmeten bé els electrons.
Les diferències de potencials de reducció estan lligades als canvis d’Energia lliure. Com més alt sigui el valor d’E’º (potencials estàndard) d’una reacció redox, més tendència tindrà a participar en la oxidació dels substrats, i participarà abans en la cadena respiratòria.
Relació ∆G’º i ∆E’º ∆G’º = -nF∆E’º n: Número d’electrons transmesos en les semirreaccions.
F: Constant de Faraday (96,5 KJ mol-1 V-1).
∆E’º: Diferencia de potencials estàndard.
E’º(aceptor) – E’º(donador) Així l’energia lliure global és ∆G<0, reacció favorable.
4, A part del NADH i el FADH2, hi ha altres tipus de grups transportadors d’electrons que funcionen en la cadena respiratòria.
- Ubiquinona o CoQ: benzoquinona, petita i hidrofòbica. es redueix quan agafa els electrons i els transporta per la membrana interna mitocondrial.
- Citocroms: Proteïnes que contenen un grup proteic Fe i tenen la característica d’absorbir els electrons per transportar-los. Existeixen tres tipus de citocroms, l’ A, el B i el C que es diferencien pel seu espectre d’absorció de llum i estan situats entre la matriu, l’espai entre membrana i la bicapa lipídica del mitocondri.
- Els complexos I, II i III, per on van passant els electrons fins que aquests arriben al complex IV, on redueixen l’O2 per convertir-lo en H2o. aquesta transferència d’electrons té una energia lliure estàndard menor però encara negativa - (favorable). En condicions cel·lulars l’energia lliure alliberada és superior a la que es necessita per sintetitzar ATP.
Complex V o ATP sintetassa: complex enzimàtic de la membrana mitocondrial interna que sintetitza ATP. Format per els complexos F0 i F1.
F1 és un complex de proteïna perifèrica a la membrana que es manté unit a aquesta gràcies a la seva interacció amb F0, complex de proteïna integral de membrana constituït per 4 polipèptids diferents que formen un canal transmembrana a través del qual els protons poden travessar la membrana. la seva funció biològica és catalitzar la condensació d’ADP + P per formar ATP.
la síntesi d’ATP a l’ATP sintetassa s’explica amb la teoria quimiosmòtica.
La transferència d’electrons al llarg de la cadena respiratòria va acompanyada del bombeig de protons a través de la membrana mitocondrial interna cap a l’espai intermembrana, que dona com a resultat un gradient electroquímic de protons i per tant, de pH. l’energia electroquímica existent en aquesta diferència de concentració de protons i la força protomotriu representen una conservació de part de l’energia alliberada en els processos d’oxidació. aquesta força s’utilitza per impulsar la síntesi d’ATP catalitzada per F1, a mida que els protons van fluint un altre cop cap a al membrana a través de F0.
E l c o m p l e x F1 té una composició de subunitats, tres llocs de síntesi d’ATP que interaccionen amb F0. a través de F0 arriba l’energia necessària perquè aquesta proteïna giri 120º, i com a conseqüència alliberi un ATP i simultàniament es produeixi una unió entre un altre ADP + P. així F1 és com una màquina rotatòria.
5, Basant-nos en la hipòtesi quimioosmòtica de Mitchell, l’ATP creat per fosforilació oxidativa prové del bombeig de protons H+ desde la matriu mitocondrial fins a l’espai intermembranòs, dut a terme gràcies a la energía resultant de les reaccions redox que hi ha durant la cadena de transport electrònic. Es crea així un gradient electroquímic, és a dir, origina una diferència de càrrega elèctrica a banda i banda de la membrana interna. Quan els protons (H+) en excès a l’espai intermembranòs tornen a la matriu mitocondrial, ho fan travessant els complexos enzimàtics ATP-sintetasa, ja que la membrana és impermeable, i, d’aquesta manera, els subministren energía necessària per a la síntesi d’ATP.
L’ATP és generat a partir de ADP + Pi per la transferencia d’e- de substrat a oxigen molecular en els mitocondris. L’ATP és creat en 3 llocs de la cadena de transport electrònic, associats amb les transferències d’e- següents: a) de NADH a coenzim Q per mitjà del complex NADH-deshidrogenasa b) de coenzim Q a citocrom c1, per mitjà del citocrom b c) de citocrom c a O2 a través del citocrom (a + a3) 6, No es pot anomenar reacció química, és una transducció de la energia, és el pas de la energia electrònica alliberada per la cadena transportadora d’e- a energia química en forma d’ATP.
7, L’ATP sintasa s’encarrega de sintetitzar l’ATP a partir de l’ADP i el grup fosfat.
Es pot comparar l’ATP sintasa amb el funcionament d’un motor elèctric perquè pels dos entra corrent elèctric i això fa que girin i crein energia, un en forma d’ATP i l’altre creant energia mecànica.
8, El transport electrònic té una altra finalitat a banda de la creació d’ATP: crear calor.
En els mitocondris del teixit adipòs marró n’hi ha una proteïna anomenada Termogenina, que desacopla el transport electrònic de la fosforilació oxidativa, deixant que la energía s’alliberi en forma de calor.
Aquesta funció és molt útil per molts animals que realitzen la hivernació o els recent nascuts.
...