TareaNº10.CRe

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAÍSO.
INSTITUTO DE QUÍMICA
Sección Bioquímica
TAREA QUI-343 Nº 10
Cadena respiratoria y fosforilación oxidativa.
1.
Cuando se añade citocromo c reducido puro, a mitocondrias cuidadosamente
preparadas junto con ADP, Pi, antimicina A y oxígeno, el citocromo c se oxida
y se forma ATP con una relación P/O aproximadamente igual a 1.
a.
b.
c.
Indique el flujo probable de los electrones en este sistema.
¿Por qué se añade antimicina A?
¿Qué información aporta este experimento acerca de la localización de los
lugares de acoplamiento de la fosforilación oxidativa?
Escriba la ecuación global equilibrada para esta reacción.
Calcule Go’ para la reacción anterior utilizando valores de Eo’ de tabla, y un
valor de Go’ para la hidrólisis de ATP de -9,5 Kcal/mol en las condiciones
existentes en la mitocondria.
d.
e.
2.
a.
b.
c.
Un extracto de células degrada succinato hasta CO2 y H2O.
Escriba la secuencia de reacciones que le permita degradar succinato.
¿Cuántos ATP se producen?.
Si agrega un desacoplador, cuántos moles de ATP se producen?
3.
El sistema de transporte dicarboxílico de la membrana mitocondrial interna que
permite el transporte de malato y -cetoglutarato, es inhibido por n-butilmalato.
Suponga que agrega n-butilmalato a una suspensión de células aeróbicas que
utilizan exclusivamente glucosa prediga el efecto en:
Consumo de oxígeno.
Formación de lactato.
Síntesis de ATP.
a.
b.
c.
4.
Estudios realizados en células de hojas de espinaca han revelado la presencia
de una serie de moléculas transportadoras de electrones con los siguientes
potenciales estándar de reducción.
Forma reducida
citocromo b6 (Fe2+)
citocromo f (Fe2+)
ferredoxina (red)
ferrodoxina-sustrato (red)
plastocianina (red)
a.
b.
Forma oxidada
citocromo b6 (Fe3+)
citocromo f (Fe3+)
ferredoxina (ox)
ferredoxina-sustrato (ox)
plastocianina (ox)
Eo' , V
- 0.060
+0.365
- 0.432
- 0.600
+0.400
Prediga la probable secuencia en una cadena de transporte de electrones
sobre la base de sus Eo'.
Indique qué pasos no liberan energía suficiente como para generar una
molécula de ATP por par de electrones transferidos.
1
5.
Se incubaron mitocondrias recién preparadas con -hidroxibutirato, citocromo
c oxidado, ADP, Pi, y cianuro. El -hidroxibutirato se oxida por una
deshidrogenasa dependiente de NAD+.
CH3  CHOH  CH2  COO   NAD   CH3  CO  CH2  COO   NADH  H
a.
b.
c.
d.
e.
Indique el flujo probable de electrones en este sistema.
¿Cuántos moles de ATP se forman por mol de -hidroxibutirato oxidado?
¿Por qué se añade de -hidroxibutirato en vez de NADH?
¿Qué función tiene el cianuro?
Escriba la ecuación global para este sistema.
6.
De las diversas reacciones de oxidación de la glicólisis y el ciclo de Krebs, la
única en la que no interviene el NAD+ es la reacción de la succinato
deshidrogenasa. ¿Cuál sería el Go’ para una enzima que oxida el succinato
con NAD+ en vez de FAD? Si la concentración intramitocondrial de succinato
fuera 10 veces superior a la de fumarato ¿qué relación mínima NAD+/NADH
en las mitocondrias sería necesaria para que esta reacción fuera exergónica?
7.
Explique qué ocurre si usted le agrega a un trozo de músculo cardíaco los
siguientes compuestos (sustratos, inhibidores y colorantes a una
concentración adecuada):
a.
b.
c.
d.
Succinato, DPIP y cianuro.
Succinato, antimicina, cianuro y azul de metileno.
Ascorbato, antimicina, DPIP y malonato.
Succinato, azul de metileno, citocromo c, cianuro y ascorbato.
Semi-reacción
Citocromo c Fe3+ + eCitocromo b Fe3+ + eDehidroascorbato + 2 e- + 2 H+
Azul de metileno red + 2 e-+
2H+
DPIP red + 2 e- + 2 H+





2+
Citocromo c Fe
Citocromo b Fe 2+
ascorbato
azul de metileno red
DPIPred
E o’
0,25
0,12
0,06
0,01
0,22
8.
Un cultivo de bacterias aeróbicas degrada 10 moles de glucosa hasta acetilCoA, calcule
a.
b.
c.
¿Cuántos moles de acetil-CoA se producen?
¿Cuántos moles de ATP se producen, si el NADH citoplasmático se reoxida
en la cadena respiratoria?
¿Cuántos moles de oxígeno se consumen?
9.
Una bacteria degrada acetil-CoA hasta CO2 y H2O.
a.
Escriba la ecuación global que representa el proceso. Incluya el transporte de
electrones y la fosforilación oxidativa.
2
b.
c.
d.
10.
Escriba la ecuación global que representa el proceso si agrega al medio de
cultivo rotenona.
Escriba la ecuación global que representa el proceso si agrega al medio de
cultivo un agente desacoplante.
Escriba la ecuación global que representa el proceso si agrega al medio de
cultivo oligomicina.
Se realizan tres experimentos metabólicos independientes en los tubos A, B y
C. Cada tubo contiene los componentes mostrados en el siguiente cuadro:
mitocondrias
-cetoglutarato
ADP
Pi
glucosa
glucoquinasa
tampón
amital
dinitrofenol
A







-----
B








---
C







--
Los componentes del tubo A consumen 10 moles de de O2 y producen 50 moles de
glucosa-6-P.
a.
b.
11.
Los valores de consumo de oxígeno y producción de glucosa-6-P de los tubos
B y C ¿serán iguales, mayores o menores a los del tubo A? Justifique.
Calcules cuántos moles de -cetoglutarato se degradaron y cuántos de ATP
se produjeron en el tubo A considerando que se consumieron 10 moles de
oxígeno.
A tres recipientes Warburg, conteniendo homogenizados de hígado, tampón y
las sales apropiadas, se le añadió:
Recipiente A
10 moles piruvato
-------------------------
Recipiente B
10 moles piruvato
2 moles aspartato
Recipiente C
10 moles piruvato
2 moles bicarbonato
El consumo de O2 después de 90 minutos a 35ªC fue:
A:
50l
B:
400 l
C:
350 l
Justifique el aumento en el consumo de O2 debido a las adiciones de aspartato
y bicarbonato.
12.
El dinitrofenol, un desacoplador de la fosforilación oxidativa (considerado
actualmente demasiado tóxico para uso clínico), se utilizó como adelgazante.
Explique su eficacia.
3