1. Teoría Quimiosmótica

O2

H2O e-

H+

Oxidación (cadena respiratoria)

Fosforilación (ATP sintasa)

H+

ADP + Pi

ATP

_ _ _ _ _

+ + + + +

Potencial redox (-n·F·DE’0)

Gradiente electroquímico de protones

(F· Dy - 2.3·R·T·DpH)

Potencial de fosforilación

(DG’o + R·T·ln[ADP·Pi/ATP])

2. Estructura de la Mitocondria

Membrana externa libremente permeable a moléculas pequeñas e iones

Membrana interna impermeable a la mayoría de moléculas pequeñas e iones, incluido el H+

Contiene: • Cadena respiratoria • ADP-ATP y P translocasas • ATP sintasa • Transportadores ciertos

metabolitos

Matriz

Contiene: • Piruvato deshidrogenasa • Enzimas del ciclo de Krebs • Enzimas de la beta-oxidación de

ácidos grasos • Enzimas de la oxidación de

aminoácidos • DNA, ribosomas • intermedarios metabólicos

solubles

Crestas

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

UQ

NADHNAD+ Succinato

Fumarato ½O2 H2O

H+ H+ H+

H+ ADP ATP

I

II III

IV

Cit c

matriz

3. Cadena Respiratoria

Espacio intermembrana

Membrana mitocondrial interna

ATP sintasa

&

(¡Haz click en estos símbolos & para ver las estructuras moleculares!)

&

&

&

&

&

4. Cadena respiratoria y

potencial redox

Translocación de protones a través de la membrana

Potencial Rédox

(E’o)

Q

O2 2H2O

4H+

H+H+

H+

NADH-0.32

0.03

0.81

1.14 v -52.4 Kcal/mol

DG’o

e-

e-

e-

e-

e-

IV

IIIII

I

Hemo A

Hemo C

Citocromos a (600 nm)

Citocromos b (560 nm)

Citocromos c (550 nm)

Hemo B Ferro-protoporfirina IX

5. Citocromos

Fe

CH2

CH2

C

OO

N

N

N

N

CH3

CHCH2 CH3

CH

CH2

CH3

CH2

CH2

CO

O

CH3

A

D C

B

CH2 CH

Fe

CH2

CH2

C

OO

N

N

N

N

CH3

CH3

CH

CH2

CH3

CH2

CH2

CO

O

C

O

H

OHCH3

CH3 CH3 CH3 A

D C

B

Fe

CH2

CH2

C

OO

N

N

N

N

CH3

CHCH3CH3

CH

CH3

CH3

CH2

CH2

CO

O

CH3

S

Cys

S CysA

D C

B

300 400 500 600

100

50

g

b a

Longitud de onda (nm)

Ab

sorc

ión

rel

ativ

a (%

)

6. Centros Fe-S

Cys

Cys

Cys

Cys

Cys

CysCys

Cys

Cys

CysCys

Cys

Fe1SoCys4

Fe2S2Cys4

Fe4S4Cys4

7. Coenzima Q

O

O

CH3OCH3

OCH3 CH2

CH

C

CH2

H

CH3

10

O

O

CH3OCH3

OCH3 CH2

CH

C

CH2

H

CH3

10

H

O

O

CH3OCH3

OCH3 CH2

CH

C

CH2

H

CH3

10

H

H

H+ + e-

H+ + e-

Ubiquinona (UQ)

Radical semiquinona

(UQH·)

Ubiquinona (UQH2)

&

(Complejo I)

NADH + H+

NAD+

FMN

UQ

[4Fe-4S]

[2Fe-2S]

UQ

UQH2

4 H+Espacio intermembrana

Matriz

8. NADH Deshidrogenasa

9. Succinato

Deshidrogenasa (Complejo II)

NADH+H+

NAD+

UQ

Espacio intermembrana

Matriz

II

Succinato Fumarato

FAD

[FeS]

[FeS] FAD

ETFP FAD

FAD

FAD

Acil-CoA Deshidrogenasa

Glicerol 3–P Deshidrogenasa

I

UQH2 + Cit c(Fe3+) + UQ ———> UQ· + UQ + Cit c(Fe2+) + 2H+(citoplasma)

UQH2 + UQ· + Cit c(Fe3+) + 2H+(matriz) ———> UQH2 + UQ + Cit c(Fe2+) + 2H+

(citoplasma)

UQH2 + 2 Cit c(Fe3+) + 2H+(matriz) ———> UQ + 2 Cit c(Fe2+) + 4H+

(citoplasma)

CICLO Q

1

2

10. Citocromo bc1

FeS

Cit c1

b562

b566

Cit c

UQH2

UQ·

UQH·

H+ H+

e-

e-

e-

e-

e-

e-

FeS

Cit c1

b562

b566

Cit c

UQH2

UQ·

UQH·

H+ H+

e-

e-

e-

e-

e-

e-

UQ UQH2

2H+

1 2

Haga click aquí & para ver una película del ciclo Q

& (Ubiquinona-citocromo c oxidorreductasa o Complejo III)

a aEspacio intermembrana

Matriz

4 Citc

CuA

Fe

FeCuB

4H+

2H2O

4H+

4H+

4e-

4e-

4e-

Hemo a

Hemo a3

O2

(Complejo IV) 11. Citocromo Oxidasa