Cadena transportadora de electrones

Cadena Transportadora De Electrones

Este complejo cataliza dos procesos simultáneos acoplados:

1.- Transferencia de hidruro y un protón a la ubiquinona.  , ΔG = -

2.- Transferencia de 4 protones desde la matriz al espacio intermembrana (ΔG = +)

El complejo I es una bomba de protones, impulsada por la transferencia electrónica que cataliza una reacción vectorial.(mueve protones en una dirección específica desde un lugar a otro)

COMPLEJO II

SUCCINATO-DESHIDROGENASA

La mitocondria es el sitio del metabolismo oxidativo eucariótico.

Que es un electrón?

Es una partícula elemental estable cargada negativamente que constituye uno de los componentes fundamentales del átomo.

NAD+ y NADP+

Luego que la glucosa u otros intermediarios metabólicos pasan a través de Glicolisis y el Ciclo del Krebs, tenemos que la ganancia neta de la Glicólisis es de 2 ATP, y en el ciclo de Krebs sólo obtenemos 1 ATP de ganancia. Recordemos la ecuación de oxidación total de glucosa por combustion:

NADH

Lleva sus electrones al Complejo I o NADH-deshidrogenasa

NADPH

NADPH otorga electrones a variadas reacciones anabólicas en nuestro organismo.

Son carriers electrónicos solubles que pueden acoplarse reversiblemente a las deshidrogenasas, y que son incapaces de atravesar la membrana interna mitocondrial, pero son capaces de aportar sus electrones a la cadena transportadora de manera indirecta.

, ΔGº= 2840 kJ/mol

• La cadena de electrones está compuesta por 4-5 complejos (I a V). Los complejos I, III y IV se encuentran atravesando la membrana.
• Normalmente los complejos se encuentran asociados unos con otros formando los denominados “supercomplejos”.

Está adherida hacia el lado interno de la membrana interna, o sea, hacia la matriz y forma parte del ciclo de Krebs.

Que es?

Es la única proteína periférica de éste proceso

La cadena de transporte de electrones sirve para:

Posee 4 subunidades: 2 subunidades hacia la matriz: A y B (en la imagen, de amarillo y azul respectivamente) y 2 subunidades integradas en la membrana: C y D (en la imagen, de violeta y rojo respectivamente.

Los protones, así, se concentran en un lado de la membrana. Cuando un soluto, en este caso los protones (H+), se acumula en un lado de una membrana tienden a viajar al lado con menor concentración, pero las membranas de los orgánulos que tienen la cadena electrónica son impermeables a ellos.

La entendemos como pasos para transportar los electrones provenientes de las moléculas de nADH y de FADH2 resultantes del Ciclo de Kreps hacia ña fosforilación oxidativa.

Ésta enzima transpasa electrones desde el succinato a la ubiquinona (Q), a traves de 1 molécula FAD, 3 centros Fe-S y un citocromo b.

Los complejos I y II no operan en secuencia, pero logran el mismo objetivo, traspasar electrones a la ubiquinona, desde sustratos reducidos.

En Procariotas:

En Eucariotas:

Complejo III

Ciclo Q

• La cadena de transporte de electrones es uno de los sistemas celulares

Complejo IV

Modelo de paso de electrones y protones a través del Complejo III, en 2 Ciclos. La esencia del ciclo Q es que QH2pasa por una reoxidación bicíclica en donde QH (semiquinona) será un intermediario estable.

Complejo V

ATPasa o ATPsintasa:

F-O: Corresponde al canal protonico,no ocurre el pasaje de H+ por lo tanto se inhibe la sintesis de ATP (dentro de membrana).

F-1: Contiene ATPasa que permite sintetizar ATP a partir de ADP y P. (fuera)

• Se encuentra tanto en

Transfiere electrones desde QH2 (ubiquinol) a citocromo C, junto al transporte vectorial de protones (H+) desde la matriz al espacio intermembrana, por un proceso denominado Ciclo Q.

Cataliza la formación de H2O. Contribuye con la generación de u gradiente de protones suficiente como para generar un ATP.

Se observa que el oxigeno se reduce a agua, mientras la energía liberada por los electrones permite la fosforilacion del ADP al ATP (Fosforilacion oxidativa).

Reaccion del segundo ciclo:

En el segundo ciclo, otra molécula de QH2 proveniente del Complejo I, pasa por el proceso anterior, luego 1 electrón reduce la proteína Fe-S y el cit.C1. El otro electrón reduce secuencialmente el cit.BL y el cit.BH. Éste segundo electrón reduce el QH del primer ciclo, formando QH2. Los protones consumidos en éste ultimo paso fueron originados de la matriz.

Reacción Global del Ciclo Q:

De esta manera, por cada 2 moléculas de QH2 que entran al ciclo Q, se regenera 1 QH2.

Los transportadores realizan 3 tipos de transferencias en todo éste proceso:

Reacción del primer ciclo:

• En el primer ciclo, QH2 del complejo 1 se une al sitio Qo donde transfiere 1 electrón a la proteína ferro*sulfurada, librerando 2 H+ al espacio intermembrana y formando QH
• La proteína ferro-sulfurada reduce el cit.C1 y QH transfiere sus electrones al cit.BL, formando Q. El cit.BL reducirá el cit.BH.
• El Q formado es liberado del sitio Qo, y se une al sitio Qi, dónde adquire el electrón del cit.BH, formándose QH.

• Transferencia directa de electrones (asociada a metales)
• Transferencia de átomo de hidrógeno → H+ + e-
• Transferencia de ión hidruro → H- (H+ + 2e-)