Cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa

Es el paso de hidrogeniones de la molécula mas electropositiva a las mas electronegativa. Consta de cuatro complejos enzimaticos:

• Complejo I: NADH deshidrogenasa
• Complejo II: succinato deshidrogenasa
• Complejo III: ubiquinona-citocromo C oxidorreductasa
• Complejo IV: CITOCROMO OXIDASA
• Complejo V: ATPasa mitocondrial

La fosforilación oxidativa es la formación de ATP a través de una gradiente electroquímico conocido como potencial protón motroz o potencial redox.

Equivalencias energeticas

Ciclo de Krebs

Conocido también como ciclo del ácido citrico o ciclo de los ácidos tricarboxilicos es una vía anfibolica (catabolica y anabolica) que se lleva a cabo en la matriz mitocondrial y cumple la función de donar equivalentes reductores para el metabolismo. Consta de ocho reacciones.

1. Formación de citrato

2. Formación de isocitrato via cis- aconitato

3. Oxidación de isocitrato a alfa cetoglutarato y CO2: primera deshidrogenación a nivel de sustrato

4. Oxidación del alfa cetoglutarato a succinil CoA y CO2-. 2 deshidrogenación a nivel de sustrato

5. Conversión de succinil CoA en succinato

6. Oxidación del succinato a fumarato: tercera deshidrogenación a nivel de sustrato, la enzima succinato deshidrogenasa se encuntra en la membrana mitocondrial NO en la amtriz mitocondrial

7. Hidratación del fumarato y producción de malato

8. Oxidación del malato a oxalacetato: cuarta deshidrogenación a nivel de sustrato

Balance energetico 

Regulación 

Formación de Acetil CoA

Para que el ciclo de krebs pueda iniciar es necesario que exista Acetil CoA, la formación de acetil CoA se da en la matriz mitocondrial a través del complejo piruvato deshidrogenasa

El complejo piruvato deshidrogenasa esta formado por tres enzimas:

•E1 (PIRUVATO DESHIDROGENASA)
•E2 (DIHIDROLIPOIL TRANSACETILASA)
•E3 (DIHDROLIPOIL DESHIDROGENASA)

INVOLUCRA 5 REACCIONES:
1.- EL PIRUVATO REACCIONA CON EL PIROFOSFATO DE TIAMINA UNIDO A LA E1 Y SUFRE DESCARBOXILACIÓN.
2.- E1 HACE LA TRANSFERENCIA DE DOS ELECTRONES Y DEL GRUPO ACETILO DESDE EL TTP HACIA LA FORMA OXIDADA DEL GRUPO LIPOIL-LISILO DE LA E2.
3.- SE PRODUCE UNA TRANSESTERIFICACIÓN POR LA QUE EL GRUPO –SH DEL CoA REEMPLAZA AL GRUPO –SH DEL E2 Y DA LUGAR AL ACETIL-CoA Y A LA FORMA REDUCIDA DEL GRUPO LIPOILO.
4.- LA E3 PROMUEVE LA TRANSFERENCIA DE DOS ÁTOMOS DE HIDRÓGENO DESDE LOS GRUPOS LIPOILO REDUCIDOS DE E2 AL GRUPO PROSTÉTICO FAD DE E3 PARA RESTAURAR LA FORMA OXIDADA DE LOS GRUPOS LIPOIL-LISILO DE E2.
5.- EL FAD REDUCIDO DE E3 TRANSFIERE UB ION HIDRURO DANDO LUGAR AN NADH.

Regulación de glucólisis

La hexocinasa regula el primer paso de la glucólisis en las células musculares esqueleticas y cardiacas.

La glucocinasa regula el primer paso de la glucólisis en las células hepáticas

La glucólisis se encuentra regulada también por:

• ATP
• ADP
• AMP
• Fructosa 2-6 bisfosfato
• Alanina
• Citrato

Destinos del piruvato

El piruvato obtenido en la glucolisis tiene tres caminos dependiendo de la presencia o ausencia de oxígeno:

• En presencia de oxígeno las dos moléculas de piruvato se convierten en dos moléculas de acetil CoA por la enzima complejo piruvato deshidrogenasa que iran al ciclo de Krebs
• En ausencia de oxígeno las dos moléculas de piruvato se convierten en dos moléculas de lactato por la enzima lactato deshidrogenasa

• Fermentación alcoholica

Glucólisis

La glucólisis es una vía  citosolica en la cual una molécula de glucosa es oxidada a dos moléculas de piruvato en presencia de oxígeno. En esta vía se conserva enrgía en forma de ATP y NADH.
La glucólisis consta de dos fases: preparatoria y de beneficios que a su vez se componen de 10 pasos.
La glucólisis es una vía metabolica estimulada por la hormona insulina.

Fase preparatoria

1. Fosforilación de la glucosa: la glucosa es fosforilada en su carbono seis a glucosa seis fosfato por la enzima hexocinasa con gasto de una molécula de ATP. La fosforilación permite que la glucosa pase del torrente sanguíneo al citoplasma y se quede en el.

2.Conversión de glucosa seis fosfato a fructosa seis fosfato: la enzima fosfohexosa isomerasa cataliza la conversión de una aldosa a una cetosa

3. Fructosa 6 fosfato a fructosa 1-6 bisfosfato: la enzima fosfofructocinasa 1 cataliza la reacción donde se transmite un grupo fosfato a la fructosa proveniente del ATP

4. Ruptura de la fructosa 1-6 bisfosfato: la fructosa 1-6 bisfosfato se rompe en las triosas fosfato dihidroxiacetona (aldolasa) y gliceraldehido 3 fosfato (cetosa) por acción de la enzima aldolasa

5. Interconversión de triosas fosfato: la triosa fosfato isomerasa convierte la dihidroxiacetona en gliceraldehido 3 fosfato que es la triosa que si puede seguir en la glucólisis.

Fase de beneficios:

6. Oxidación del gliceraldehido 3 fosfato a 1-3 bisfosfoglicerato: este paso es catalizado por la gliceraldehido 3 fosfato deshidrogenasa y se gana una molécula de NADH

7. Transferencia de un grupo fosfato del 1-3 bisfosfoglicerato al ADP: la enzima fosfoglicerato cinasa transfiere un grupo fosfato del 1-3 bifosfoglicerato al ADP formando ATP y 3 fosfoglicerato. Es la primera fosforilación a nivel de sustrato.

8. Conversión del 3 fosfoglicerato en 2 fosfoglicerato: la enzima fosfoglicerato mutasa transfiere el grupo fosfato de el carbono 3 al carbono 2 

9. Deshidratación del 2 fosfoglicerato a fosfoenolpiruvato: esta reacción es llevada a cabo por la enzima enolasa

10. Transferencia del grupo fosfato del fosfoenol piruvato al ADP: la piruvato cinasa cataiza la reacción que da lugar a la segunda fosforilación a nivel de sustrato, en esta fosforilación el piruvato aparece primero en su forma enol y depsues pasa automaticamente a su forma ceto sin ayuda de alguna ezima.

Cada una de las dos moléculas de gliceraldehido 3 fosfato son oxidadas en el C1 y la energía generada en esta reacción es conservada en forma de 1 NADH y 2 ATP por cada triosa fosfato oxidada. 

Balance energetico