CÁTEDRA: BIOQUÍMICA Carreras: Carreras: Farmacia Profesorado Profesorado en Química Licenciatura en Química Licenciatura en Alimentos
CADENA RESPIRATORIA RESPIRATORIA Y FOSFORILACIÓN FO SFORILACIÓN OXIDATIVA OXIDATIVA 1) Indique si las afirmaciones hechas a continuación son verdaderas o falsas. a) La resiraci resiración ón uede uede ocurrir ocurrir sólo en en resenci resencia a de !". #) $l disositivo disositivo molecu molecular lar ara la resiraci resiración ón se encuentra encuentra sólo sólo en las c%lulas eucariotas. c) Las roteín roteínas as transort transortado adoras ras de electro electrones nes que tienen FA& FA& como como 'ruo 'ruo rost%tico se denominan citocromos. d) La relación relación P:! P:! es i'ual a "( ara ara el FA&* FA&*" en la mitocondria. e) $l amital amital #loquea #loquea la formació formación n del A+P A+P de la o,ida o,idación ción del isocitrat isocitrato( o( ero no de la del succinato. f) $n rese resenc ncia ia de un desa desaco col lan ante te la ener'í ener'ía a o#te o#tenid nida a del del tran trans sort orte e de electrones se disia como calor. ") La in-ección de dinitrofenol a una rata roduce un aumento inmediato en su temeratura cororal. Puede e,licar or qu%/ 0) n la#o la#orat rator orio io farm farmac ac%u %utic tico o le envi envió ó a uste usted d mues muestra tras s de dos dos nuev nuevos os comu comuest estos os meta# meta#ólic ólicos os ara ara caract caracteri2 eri2arlo arlos s como como osi#le osi#les s anti#ió anti#iótico ticos. s. tili2ando una rearación aislada de mitocondrias de hí'ado e incu#ada con iruvat iruvato( o( !"( A&P( &P( - Pi( Pi( uste usted d o#se o#serv rva a que que la adic adición ión del del com comue uest sto o 3A3 3A3 #loquea #loquea tanto tanto el trans transort orte e de electron electrones es como como la fosfori fosforilaci lación ón o,idat o,idativa iva.. Cuando a're'a el comuesto 343 adem5s del 3A3( o#serva con sorresa que se resta#lece el transorte de electrones ero no la fosforilación o,idativa. a) Cómo clasificaría estos comuestos teniendo en cuenta su modo de acción en el transorte de electrones - la fosforilación o,idativa/ #) 6om#re un ar de sustancias conocidas que odrían dar el mismo resultado. 7) 8e reararon mitocondrias - se determinó el consumo de ! " en 9(" ml de la rearación en estado 7( en estado 0 - desacolado( en resencia - en ausencia de una sustancia ;ver ta#la). Indique qu% tio de inhi#idor es
CONDICIÓN
SUSTANCIA M (nM)
ESTADO ESTADO ESTADO * ESTADO * DESACOPLADO DESACOPLADO
9 9( 9 9( 9 9(
CONSUMO DE 02 ( m!"# $" %& O'mn) 11 7 =9 09 = 00
) Cuatro transortadores: a( #( c - d( cu-as formas reducidas - o,idadas ueden ueden ser distin'u distin'uidas idas esect esectrof rofoto otom%t m%trica ricamen mente( te( se requier requieren en ara ara la res resir irac ació ión n en un sist sistem ema a de tran trans sor orte te de elec electr tron ones es #act #acter eria iano no.. $n
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resencia de sustrato - o,í'eno( tres inhi#idores diferentes #loquean la resiración( o#teni%ndose los atrones de los estados de o,idación que aarecen en la +a#la. Cu5l es el orden de los transortadores en la cadena desde los sustratos hasta el o,í'eno/ +a#la: $fecto de los inhi#idores so#re los niveles de o,idación de los transortadores en una vía hiot%tica de transorte de electrones ;> - ? indican las formas totalmente o,idadas - reducidas( resectivamente).
IN+IBIDOR, / > ? 2 * >
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@) a) 8e determinó ;en resencia de distintas concentraciones de una sustancia 3A3 - 343) la velocidad de consumo de o,í'eno en mitocondrias intactas en las si'uientes condiciones: estado 303( estado 373 - en resencia de un desacolante. $l sustrato emleado fue malato?'lutamato. Los resultados se 'rafican a#a
#) 8e estudió el efecto de distintas concentraciones de una sustancia 3C3 - 3&3 ;inhi#idores del transorte de electrones) so#re el consumo de o,í'eno en artículas su#mitocondriales utili2ando como sustrato: 6A&*( succinato ascor#ato > tetra metil p fenilen diamina ;+P&). Precise lo me
"
) na susensión de mitocondrias consume "7 Gmol ! "Hmin en resencia de malato - 'lutamato. Al a're'ar "(= mmoles de A&P - Pi en e,ceso el consumo se acelera a "11 Gmol !"Hmin durante 0 min ara lue'o retornar a la velocidad inicial. $,lique a qu% se de#e la aceleración transitoria del consumo de o,í'eno - calcule el control resiratorio e índice PH!. $,lique cómo afectaría un inhi#idor de la transferencia de ener'ía la velocidad de consumo de o,í'eno - el índice PH!. =) sted reali2ó una serie de e,erimentos con artículas su#mitocondriales en donde midió síntesis de A+P( consumo de o,í'eno - diferencia de *. $l medio de reacción contenía( adem5s de las artículas( A&P( Pi - 6A&( una serie de a're'ados( los cuales se indican al final del enunciado. Los resultados fueron ela#orados or un comaero su-o( qui%n ara comro#ar sus conocimientos so#re el tema se los entre'ó en forma desordenada. $s usted caa2 de ordenarlos/ *5'alo. 8I6+$8I8 &$ A+P ;GmolHh.m' roteína): 09J 9J 9J 09J "9J 9J 19J 9J 9J 9J 9J "9J 09J 9J 9. C!68! &$ !" ;GmolHh.m' roteína): 9J J J 9J J 1"J "J J J 1"J 9J 9J "J J 9. &IF$K$6CIA &$ *: 9J 9J 1(J 1J 1J 9J 9J 1J 1(J 9J 9J 1J 9J 1J 1. AK$A&!8: A) Isocitrato 4) Isocitrato > isocitrato deshidro'enasa C) 4 > α?ceto'lutarato deshidro'enasa > CoA &) 4 > rotenona $) C > succinil CoA sintetasa > &P > rotenona F) & > "(7?dinitrofenol ) $ > oli'omicina *) $ > "(7?dinitrofenol I) 6A&* ) 6A&* > amital M) > succinato L) M > malonato ) L > ascor#ato?+P& 0
6) > oli'omicina !) 6 > "(7?dinitrofenol N) $l 'r5fico muestra el tra2ado o#tenido en un o,í'rafo al incu#ar artículas su#mitocondriales a 09OC( en un medio a *: (. Caracterice cada uno de los comuestos a're'ados ;A( 4( C( etc.). ustifique #revemente el efecto de cada comuesto so#re la velocidad de consumo de ! ".
19) 8e a're'aron 9(1 ml de una susensión conteniendo artículas su#mitocondriales ;con una concentración de roteína de m'Hml) a "(N ml de una solución amorti'uadora ;* (") en una cu#eta termostati2ada de un o,í'rafo. Las medidas de consumo de o,í'eno o#tenidas ante el a're'ado de diferentes comuestos se muestra en el 'r5fico ad
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RESPUESTAS 1) a) F #) F c) F d) F e) S f) S ") Porque se disia el 'radiente de rotones como calor. 0) A: inhi#idor de la F1?A+Pasa ;oli'omicina)J 4: desacolante ;dinitrofenol) 7) inhi#idor de la cadena de transorte de electrones ) c # a d @) a) A: inhi#idor de A+PasaJ 4: inhi#idor de cadena de transorte de electrones #) C: inhi#idor sitio 1J &: inhi#idor sitio " ) Aumenta el consumo de ! " al a're'ar A&P - Pi ;asa de estado 7 a 0) C.K.T (7" P:!T "( =) A) 9 9 9 4) 09 1 C) 09 1 &) 9 9 9 $) "9 1 F) 9 9 9 ) 9 " 1( *) 9 1" 9 I) 09 1 ) 9 9 9 M) "9 1 L) 9 9 9 ) 19 1 6) 9 " 1( !) 9 1" 9 N) A: 6A&*. 4: A&P. C: rotenona. &: succinato. $: oli'omicina. F: &6F. : antimicina. *: ascor#ato>+P&. I: C6(C!( F?( 60? 19) a) 9(9"7J 9(0J 9(9"7J 9(1J 9J 9(7 #) 1( c) ?succinato( ?desacolante( R?antimicina( A?ascor#ato>+P& d) no se vería efecto. Pr5cticamente no ha- o,í'eno. e) estado 1.
odelo quimiosmótico
Kelación entre otenciales de ó,ido?reducción - ener'ía li#re en la cadena resiratoria mitocondrial.
@
8itios de acción de inhi#idores en la cadena resiratoria mitocondrial.
&esacolante "(7 dinitrofenol. +iene un rotón disocia#le - es mu- hidrofó#ico. La car'a ne'ativa est5 deslocali2ada en toda la mol%cula ermitiendo su solu#ilidad en la mem#rana. $l &6P toma rotones del esacio intermem#rana( atraviesa la mem#rana interna mitocondrial - disia el 'radiente de rotones.
Lan2adera del 'licerofosfato
Lan2adera del malato?asartato
=
ruos rost%ticos de citocromos. $l Fe?rotoorfirina I se encuentra en citocromos #( hemo'lo#ina - mio'lo#ina. Los hemos A - C se encuentran en citocromos del mismo nom#re. !#s%rvese el sistema de do#les enlaces con
N
