UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD MULTIDICIPLINARIA ORIENTAL

DEPARTAMENTO DE MEDICINA
SECCION DE BIOQUIMICA

Materia:
Bioquímica I
Docente:
Dra. Cáceres
Carrera:
Doctorado en Medicina

DISCUSIÓN N° 3
(Bloque IV-C)
(Objetivos 8, 9,10, 11)

Tema:
Citocromo oxidasa
Cadena Respiratoria y fosforilacion oxidativa

Estudiantes:
Pineda Rivera Fernanda Nicolle PR19045
Portillo Romero Wilber Alexandro PR19013
Posada Guevara Merari Johanna PG19023
Quintanilla Argueta Rosa Margarita QA14001
Ramírez Reyes Yamileth Alejandra RR18053
 INTRODUCCION

Existen diversos ciclos que se realizan gracias a que se activa o promueven

reacciones redox. Este proceso se revierte por el metabolismo de animales, que
es un proceso en el cual degradan estas moléculas para obtener energía y
moléculas simples que son el agua y el CO2. Todos estos procesos se realizan
gracias a la presencia de ATP.
Para formar ATP dentro de la cadena respiratoria de las mitocondrias, se
producen una serie de transferencias de electrones por reducción y oxidación de
los componentes de la cadena, tratados de resumir en pequeños complejos más
entendibles, comenzando por la donación de electrones desde el NADH a la
UBIQUINONA, catalizado por la Ubiquinona reductasa. También se transfieren
electrones desde el Succinato a la Ubiquinona, nombrándose a este complejo
Succinato-reductasa ó Succinato Deshidrogenasa, que ayuda a catalizar la
oxidación del Succinato. Como forma global se tiene que la transferencia de
electrones desde el Succinato a O2 por la cadena y sus transportadores da como
resultado ATP, que son 2 moléculas y no 3, que se obtienen del NADH al O2.
Todos estos sistemas dentro de la cadena tienen características redox propias por
la donación y la aceptación de electrones en distintos niveles de la cadena, para
estudiar y analizar la dinámica de la cadena se utilizan por sus propiedades redox
sustancias orgánicas no fisiológicas que se intercalan entre los transportadores,
indicando el estado redox de la cadena, mostrando a través de las propiedades
del indicador el estado de la reacción.
 OBJETIVOS

8. Explicar del citocromo oxidasa la importancia fisiológica y sus

propiedades más importantes (especificidad, inhibidores, grupo prostético y
requerimientos metálicos)

9. Identificar los inhibidores de los complejos de la cadena respiratoria con

énfasis en la inhibición del citocromo oxidasa por CN-, CO, SH2 Y NH3
(Azidas).

10. Analizar los resultados obtenidos en el experimento con citocromo

oxidasa explicando la función de cada uno de los reactivos.

11. Explicar a través de un esquema en qué consiste la teoría quimiosmotica

de la fosforilacion oxidativa.
 DESARROLLO DE
LOS OBJETIVOS

8. Explicar del citocromo oxidasa la importancia fisiológica y sus

propiedades más importantes (especificidad, inhibidores, grupo prostético y
requerimientos metálicos)

Único complejo
especializado en reducir
Importancia Fisiológica
directamente al O2, sin
producir radicales libres
Solo Oxida al Citocromo
Especificidad c y reduce al O2

CITOCROMO Venenos Mortales como:

OXIDASA Inhibidores CN, NH3, CO, SH2.

2 Grupos Hemos a y a3
Grupo Prostético Y un Ion Cobre CuB

Cobre Y Hierro.
Requerimientos
Metálicos
9. Identificar los inhibidores de los complejos de la cadena respiratoria con
énfasis en la inhibición del citocromo oxidasa por CN-, CO, SH2 Y NH3
(Azidas).
10. Analizar los resultados obtenidos en el experimento con citocromo
oxidasa explicando la función de cada uno de los reactivos.
Análisis de resultados del experimento con Citocromo Oxidasa
La enzima citocromo oxidasa está presente en la mayoría de los tejidos del
cuerpo, pero especialmente en el músculo cardíaco; con excepción de donde no
hay mitocondrias. El último complejo citocromo de la cadena transportadora de
electrones es el de la citocromo oxidasa; por este complejo pasan los electrones
del citocromo c al O2.
mL de
mL de KCN* mL de p-
Tubo preparación de mL de H2O
al 0.01% fenilendiamina al
s citocromo Destilada
(veneno) 0.2%
oxidasa
1 1 0 1 1
2 1 1 0 1
3 0 0 2 1

Tubo 1: se presentó oxidación de la p-fenilendiamina, ya que ninguna sustancia

actuó para inhibir a la enzima y bloquear la acción de la misma.
Tubo 2: aparte de la Citocromo oxidasa, se le agregó 1mL de cianuro de potasio,
que actúa uniéndose al grupo hemo del anillo de porfirina de la citocromo a3, y de
esta manera inhibe a la enzima, evitando la oxidación de la p-fenilendiamina y el
posterior cambio de coloración.
Tubo 3: se utiliza de tubo comparativo, ya que solo se agrega agua destilada y la
p-fenilendiamina que sería el indicador de la oxidación de la citocromo oxidasa; el
cual se compara con los otros dos tubos para ver si existe o no una reacción.
Reactivos utilizados:
-Fosfato disódico 1/5 M. Se utilizó para la preparación del extracto de Citocromo
oxidasa.
-p-fenilendiamina 0.2%. Sirve como indicador de la actividad de la enzima
Citocromo oxidasa, que en estado reducido es incolora y en oxidación se vuelve
rojo-violeta.
-Cianuro de potasio 0.01%. Se utiliza para inhibir a la Citocromo oxidasa
uniéndose al grupo hemo del anillo de porfirina del Citocromo a3, evitando el
transporte de electrones, la oxidación de la p-fenilendiamina y el cambio de
coloración.
11. Explicar a través de un esquema en qué consiste la teoría quimiosmotica
de la fosforilacion oxidativa.
La teoría quimiosmótica enunciada por Peter Mitchell, explica cómo la energía
derivada del transporte de electrones por la cadena de transporte de electrones se
utiliza para producir ATP a partir de ADP y Pi. La bomba de protones: el transporte
de electrones está acoplado al transporte de H+ a través de la membrana interna
mitocondrial desde el espacio intermembranal. Este proceso crea
simultáneamente a través de la membrana interna mitocondrial un gradiente
eléctrico (con más cargas positivas en el exterior de la membrana que en la matriz
mitocondrial) y un gradiente de pH (el exterior de la membrana está a un pH más
ácido que el interior). La energía generada por este gradiente es suficiente para
realizar la síntesis de ATP.

La fosforilación oxidativa es un proceso metabólico que utiliza energía liberada por

la oxidación de nutrientes para producir adenosín trifosfato. Se le llama así para
distinguirla de otras rutas que producen ATP con menor rendimiento, llamadas "a
nivel de sustrato".
El proceso de fosforilación oxidativa consiste en la activación de la enzima
ATPasa por la energía liberada de la reducción de una molécula de oxígeno a dos
moléculas de agua. Esta energía, proveniente de la oxidación de los cofactores
NADH y FADH2 en la cadena transportadora de electrones, formada por tres
complejos enzimáticos, activa la ATPasa, que toma un fósforo de la unidad
fosforilante ubicada en la cresta mitocondrial y lo une a una molécula de ADP,
para formar ATP. El NADH tiene tres salidas en la cadena transportadora de
electrones, por lo que, por cada NADH que se oxida se forman tres moléculas de
ATP, mientras que el FADH2 tiene solamente dos salidas, por lo que, por cada
molécula de FADH2 que entran en la cadena, se obtienen dos moléculas de ATP.
CASO CLINICO
 GUIA DE DISCUSION
DEL CASO CLINICO

1- ¿ Escribe las características del monóxido de carbono?.

Monóxido de carbono gas tóxico inoloro incoloro e insípido parcialmente soluble
en agua alcohol y benceno resultado de la oxidación incompleta del carbono
durante el proceso de combustión.
2- ¿por qué ocurre la intoxicación?
La intoxicación por monóxido de carbono sucede cuando se acumula monóxido de
carbono en el torrente sanguíneo cuando hay demasiado monóxido de carbono en
el aire el cuerpo reemplaza el oxígeno de los glóbulos rojos con monóxido de
carbono esto puede generar un daño grave en el tejido o incluso la muerte.

3- ¿ cuáles son las fuentes exogenas de producción del CO?

El monóxido de carbono se genera por combustión incompleta de cualquier
materia carbonada en estufas braseros hornillos, chimeneas, calderas de
calificación y agua caliente de los domicilios particulares otras fuentes de
intoxicación son los motores de explosión y humo de incendios.
4- ¿qué porcentaje de CO producimos( fuente endógena)?
En situación de reposo la carboxihemoglobina es de 0.4 - 0.7% y puede subir al
2% en medio urbano y en fumadores puede llevar al 6% e incluso a más.
5- Explique los mecanismos por el que CO induce toxicidad.
Causado cuando el CO se une con la hemoglobina en lugar del oxígeno formando
así la carboxihemoglobina por lo que la hemoglobina recorre todo el cuerpo y así
el gas causa una rápida acción.
Durante la inhalación o exhalación, el aire es arrastrado hacia o lejos de los
pulmones, por varias cavidades, tubos y aberturas.
6- ¿A qué nivel de la cadena repiratoria inhibe el CO?
Los órganos del sistema respiratorio se aseguran de que el oxígeno entra en
nuestros cuerpos y el dióxido de carbono sale de nuestros cuerpos. Incluidas en el
tracto respiratorio superior se encuentran las narinas, cavidades nasales, faringe,
epiglotis y laringe.
7- Describe el cuadro clínico de intoxicación por CO.
- Náuseas
- Vómito
- Cefalea
-Disnea
-Taquipnea
- Taticardia
8- ¿A qué se la llama síndrome neurológico tardío?
- La intoxicación por CO es la más frecuente en nuestro medio a consecuencia de
la exposición a gases tóxicos. Los efectos de la intoxicación por monóxido de
carbono no se limitan a la exposición aguda porque, tras la aparente recuperación
de la intoxicación, pueden aparecer alteraciones neurológicas o del
comportamiento.
9- ¿Cómo realiza el diagnóstico?
La intoxicación por monóxido de carbono es frecuente. Los síntomas son dolor de
cabeza, náuseas, somnolencia y confusión. El diagnóstico se basa en análisis de
sangre.
10-Con respecto al tratamiento, explique el mecanismo de
desintoxicación con oxígeno al 100% y las indicaciones de las
utilizaciones de la cámara hiperbaricas.
Este tratamiento consiste en respirar oxígeno puro en una cámara en la cual la
presión del aire es de dos a tres veces mayor que la normal. Esto acelera el
reemplazo de monóxido de carbono con oxígeno en la sangre. La oxigenoterapia
hiperbárica se puede usar en casos de intoxicación grave con monóxido de
carbono.
Embolismo Gaseoso.
Envenenamiento por Monóxido de Carbono.
Lesión por aplastamiento, síndrome compartimental y otras isquemias traumáticas
agudas.
Miositis Clostridial y Mionecrosis (Gangrena Gaseosa)
Enfermedad Descompresiva.
Insuficiencias arteriales.
Anemia severa.
11-Realice un esquema que contenga los componentes de la cadena
respiratoria y el mecanismo de la fosforilizacion oxidativa.
 12-¿Qué sustancias inhiben la cadena respiratoria o la bomba de
protones y a que nivel?

Esquema actual del sistema mitocondrial de la fosforilación oxidativa. Los

equivalentes reducidos que se generan en el metabolismo (NADH, FADH2) son
ácidos oxidados por la cadena de transporte de electrones. La energía libre
generada en esta reacción se emplea para bombear protones (puntos rojos) desde
la matriz mitocondrial hasta el interior de las crestas mitocondriales, para dar lugar
a la fuerza protón-motriz. Cuando éste se disipa a través del retorno a la matriz de
los protones a través de la ATP sintasa, la energía almacenada se emplea para
fosforilar el ADP con un grupo fosfato para formar ATP.

13-¿Cómo actúa el desacoplante 2,4 Dinitro fenol ?

El desacoplamiento se produce ya que el 2,4-dinitrofenol hace permeable a los
protones la membrana interna mitocondrial deshaciendo la relación obligada entre
la cadena respiratoria y la fosforilación oxidativa. El efecto de esta sustancia por
tanto es la inhibición de la producción de ATP al no generarse el gradiente de pH,
pero si permite que la cadena de transporte de electrones continúe funcionando.
14-Describa la diferencia entre los inhibidores de la cadena respiratoria y
los desaclopadores.
Inhibidores de la cadena respiratoria:
Conjunto de reacciones que transfieren al Oxigeno el Hidrogeno y los electrones
de cofactores reducidos, produciendo agua en el proceso y liberando energia que
es usada para la sintesis de ATP.
Desaclopadores:
Son substancias que disipan el gradiente electroquimico al facilitar la entrada de
protones a la matrix a traves de “atajos” proporcionados por esas substancias y
por esa razon ocurre el transporte de electrones pero no la fosforilacion oxidativa.
Ejemplos. 2,4 dinitrofenol, Termogenina – UCP-1, DNP
 GLOSARIO

 Fosforilacion

Es la adición de un grupo fosfato a cualquier otra molécula

 ADP

Adenosín difosfato es un nucleótido difosfato, es decir, un compuesto químico

formado por un nucleótido y dos radicales fosfato unidos entre sí.

 ATP

El trifosfato de adenosina, la coenzima utilizada como un portador de energía en

las células de todos los organismos conocidos.

 Quimiosmosis

Es la difusión de iones a través de una membrana

 Citocromo oxidasa

Es una proteína transmembrana que se encuentra incluida en bicapas lipídicas de

bacterias y en mitocondrias.
 Tejido cardiaco

Es el tejido muscular del corazón, músculo encargado de bombear la sangre por el

sistema circulatorio mediante contracción.

 Cadena respiratoria

Cadena transportadora de los electrones que se desprenden de la glucólisis, de la

oxidación del ácido pirúvico y del ciclo de Krebs.

 Inhibidor

Sustancia que detiene o evita una reacción química

 Grupo prostético
es el componente no aminoacídico que forma parte de la estructura de las
heteroproteínas o proteínas conjugadas, estando unido covalentemente a la
apoproteína

 Glucolisis

Es la ruta metabólica encargada de oxidar la glucosa con la finalidad de obtener

energía para la célula.

 Sustrato

Es una molécula sobre la cual actúa una enzima.

 Ciclo de Krebs

Es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma
parte de la respiración celular en todas las células aerobias, donde es liberada
energía almacenada a través de la oxidación del acetil-CoA

 Lactato deshidrogenasa

Es una enzima catalizadora que se encuentra en muchos tejidos del cuerpo, pero
su presencia es mayor en el corazón, hígado, riñones, músculos, glóbulos rojos,
cerebro y pulmones.

 Mitocondria

Las mitocondrias son orgánulos celulares encargados de suministrar la mayor

parte de la energía necesaria para la actividad celular. Actúan, por lo tanto, como
centrales energéticas de la célula y sintetizan ATP a expensas de los carburantes
metabólicos (glucosa, ácidos grasos y aminoácidos).

 NADH

Dona sus electrones (2) a la cadena respiratoria a una proteína, llamada NADH
deshidrogenasa.
  NADH-Deshidrogenasa

Complejo I es un gran complejo multienzimático que cataliza la transferencia de

electrones del NADH al coenzima Q en la cadena respiratoria.

 Succinil-CoA sintetasa (SCS) o succinato-CoA ligasa

Es una enzima que cataliza la reacción reversible desde succinato a succinil-CoA.

Para la realización de esta reacción consume un nucleótido-trifosfato (ATP o GTP)
 CONCLUSIONES

 La cadena respiratoria y la fosforilacion oxidativa son procesos

acoplados.

 Se requiere de la integridad de las mitocondrias para el buen

funcionamiento.

 Los equivalentes reductores en forma de NADH+H y FADH2 son

los sustratos que donan un par de electrones a un grupo
especializado de transportadores de electrones FMN, Co, Q, y
citocromos.

 El gradiente electroquímico formado en la cadena respiratoria es

la fuerza motriz que impulsa la síntesis de ATP.
 BIBLIOGRAFIA

 Bioquímica Medica Baynes 4e Edición

 Harper Bioquímica Ilustrada 30a Edición
 Guyton y Hall. Tratado de fisiología médica, decimosegunda edición.