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TEMA DE INTRODUCCIÓN SOBRE EL METABOLISMO
EL METABOLISMO ES EL CONJUNTO DE TODAS LAS RECCIONES QUIMICAS QUE
SE PRODUCEN EN UN ORGANISMO.
Todas estas reacciones están interconectadas y forman parte de una complicada red que está sometida a mecanismos de regulación muy rigurosos y a distintos niveles. Conceptos generales .: en el maetabolismo existen dos grandes grupos de reacciones:
- Reacciones catabólicas, son reacciones de degradación, son oxidaciones y conllevan la producción de energía.
- Reacciones anabólicas, son reacciones de síntesis, son reductoras o de reducción en las que es necesario un aporte energético que viene de la hidrólisis de ATP Existen también algunas rutas metabólicas anfibólicas , son aquellas que tienen un doble carácter anabólico y catabólico, porque son rutas de degradacción u oxidativas, pero a la vez suministran intermediarios (precursores) que se utilizan para la biosíntesis de otros compuestos; como por ejemplo el Ciclo de Krebs , que es el ciclo de oxidación común en el que algunos de sus intermediarios pueden ser sustraidos para la biosíntesis de otros copuestos celulares. Niveles de regulación del metabolismo : 1 Regulación de la actividad enzimática, la actividad de cada enzima va a estar controlada por uno o varios mecanismos en función de las necesidades de la célula (alosterismos, modificaciones covalentes, equilibrios de polimerización y despolierización). Es muy frecuente que el producto final de una ruta sean los inactivadores alostéricos de las enzimas que catalizan las primeras etapas de esa ruta metabólica. Algunas enzimas se regulan por fosforilación, que sirve en algunos casos para activarla y en otros para desactivarla 2 Regulación de los niveles de concentracción de enzimas, que dividirá en enzimas constitutivas , las que permanecen con una concentracción constante en el organismo; mientras que otras serán enzimas inducidas , cuya sintesis es inducida en función de las necesidades celulares 3 Las rutas de biosíntesis de los compuestos son diferentes a las rutas de degradación de esos mismos compuestos 4 Compartimentación celular, que permite la separación física de rutas y de enzimas. Cada compartimento va a tener unas funciones específicas y va a contener unas enzimas determinadas. 5 La compartimentación tisular, la existencia de diferentes tejidos con perfiles metabólicos diferentes. Esto ayuda a una funcionalidad coordinada y cooperativa entre los tejidos de un organismo para su correcto funcionamiento. 6
Las isoenzimas, son distintas formas de una misma actividad enzimática, van a catalizar la misma
encuentra el pirofosfato. En los enolatos encontramos el PEP o fosfoenol piruvato , intermediario en la glucolisis. La hidrólisis de estos compuestos desprende una gran cantidad de energía, y sus causas son:
- Cuando se produce la hirólisis, los productos resultantes presentan menor repulsión de cargas o repulsión electroestática, lo cual los hace más estables.
- Los productos suelen solvatarse o interactuar con el agua mejor que sus reactivos.
- Los productos presentan mayor número de formas resonantes, lo que le da estabilidad a los productos y hace que tienda a producirse su hidrólisis. - En algunos casos, los productos están estabilizados por tautomería cetoenólica (tautomería significa isomería). - En muchos casos, la hidrólisis de estos compuestos además de la liberación de energía y la impulsión de la reacción supone tambien la transferencia de algún grupo funcional. Esto genera un potencial de trasferencia de grupo , que está relacionado con el signo contrario a la energía de hidrólisis. Cuanto más negativa sea la energía de hidrólisis, mayor va a ser la tendencia a que ese grupo sea transferido. Reacciones rédox Son muy importantes porque la mayor parte de las reacciones biológicas son así. Un reductor es una sustancia que cede electrones, y por tanto se oxida; mientras que el oxidante gana electrones, y por tanto se reduce. Esto da lugar a una pareja o par rédox , dentro de las reacciones individuales de reducción y oxidación, porque los electrones que cede un reductor, los capta un oxidante. En estas reacciones utilizamos los ΔE, que son potenciales de reducción, que se expresa en voltios. Los potenciales de reducción nos dirán la tendencia que tiene ese par de reduccirse; pero estos potenciales tienen signo contrario a la energía libre de Gibs. Por lo tanto, cuanto más positivo sea un potencial de reducción, más tendencia tiene a ser reduccido.
TEMA 15. LA GLICOLÍSIS.
¿Cómo obtenemos glucosa a partir de los hidratos de carbono que ingerimos en la dieta? Los hidratos de carbono suponen casi el 50% de la dieta. Nos encontramos:
- Polisacáridos, que pueden ser de origen vegetal como el almidón , algunas moléculas más pequeñas como dextrinas vegetales o la celulosa (esta última no la podemos digerir); y polisacáridos de origen animal , como el glucógeno - Disacáridos, como mantosa (dos glucosas) o la sacarosa (fructosa y glucosa) y la lactosa (galactosa más glucosa).
- Monosacáridos, que podemos ingerir libres, como la glucosa, fructosa, galactosa y manosa.
Toda esta mezcla de hidratos de carbono en el proceso de digestión van a ser degradados por la
En la siguiente transformación, el glicerato vuelve a quedarse como glicerato (Pasamos de 1,3 BPG
a 3PG), y el grupo fosfato liberado pasa al ADP formando ATP. Esto se llama fosforilación a nivel a de sustrato , que consiste en la formación de ATP a partir de ADP y de un grupo P que viene de un sustrato rico en energía. La enzima que cataliza esta reacción se llama fosfoglicerato quinasa.
- En la siguiente reacción se cambia el grupo fosfato desde el carbono 3 al carbono 2, catalizada por la encima fosfoglicero mutasa , dando lugar al 2-fosfoglicerato
- El 2-fosfoglicerato sufre una deshidratación dando lugar al PEP (fosfoenolpiruvato) gracias a la enzima enolasa.
- La última reacción que es irreversible lleva consigo la formación de ATP, y se obtiene el piruvato, tratándose otra vez de una fosforilación a través de sustrato llevada a cabo por piruvatoquinasa. Haciendo un balance de toda esta ruta glucolítica, obtenemos que: Entra: una molécula de glucosa, 2 NAD+, 2 ADP , 2Fosfatos Sale: 2 PIRUVATOS, 2 ATP, 2NADH, 2H+, y 2 H2O. En condiciones estándar biológicas, si consideramos todas las reacciones de la ruta tienen una ΔG=-8,44 Kcal/mol. Y en condiciones intracelulares está aún más favorecida con ΔG=-18,3 Kcal/mol. Incorporación de la galactosa y la fructosa. A esta ruta glucolítica se van a incorporar otros monosacáridos para obtener de ellos energía: Galactosa y fructosa. (DIAPOS) En tejido adiposo la fructosa es transformada en fructosa 6-fosfato por la enzima hexoquinasa ; pero en cambio en el hígado, la fructosa se tranforma en fructosa 1-fosfato por la fructoquinasa. Esa fructosa 1-fosfato por acción de la aldolasa se va a romper y a generar un gliceraldehido-3-fosfato directamente (la parte con fosfato), y otro gliceraldehido que será transformado en gliceraldehido3fosfato por la triosa quinasa. La inclusión de la galactosa es algo más complicada. La galactosa sufre en primer lugar una transformación en galactosa 1 fosfato mediante la hidólisis de ATP y mediante la acción de Galactoquinsa. Una vez trasformada reacciona con UDP-Glucosa, que transfiere a la galactosa la parte correspondiente al UMP, de forma que esta se transforma en UDP-Galactosa, y la glucosa que queda libre se une a un grupo fosfato formando Glucosa 1Fosfato; que por acción de la fosfoglucomutasa cambia el grupo fosfato de posición y lo transforma en glucosa6fosfato, que puede incorporarse a la glucólisis. Para introducir UDP-galactosa necesitamos la acción de la enzima epimerasa , que cambia el grupo hidroxilo en posición cuatro hacia arriba por un grupo hidroxilo hacia abajo, transformando la galactosa en glucosa. Los puntos de control.
El objetivo de la formación de etanol y lactato es la regeneración de la forma oxidada del NAD+.
NADH se ha formado en la glucolisis en el citosol, y para volver a NAD+ necesitamos esta fermentación, para que así NAD+ pueda volver a participar en la glucolisis. Estas fermentaciones (solo la láctica) se producen en el citosol de las células musculares y de los eritrocitos para que la glucolisis pueda continuar en condiciones de deficiencia de oxígeno. El destino a Acetil-CoA implica que el piruvato tiene que entrar en la mitocondria gracias a transportadores presentes en la membrana para llegar a la matriz mitocondrial. El pirivato necesita un complejollamado Complejo Piruvato DH , que está formado a su vez por tres enzimas:
- E1 (piruvato deshidrogenasa) y su coenzima es el TIROFOSFATO DE TIAMINA
- E2 (Dihidrolipoil transacetilasa) y su coenzima es el LIPOAMIDA (tiene un puente disufuro que se va a romper para unir el acetilo y transferirlo al CoA. Tiene una cadena hidrocarbonada muy larga y está unida a una cadena lateral de Lisina, actuando como brazo móvil en el complejo)
- E3 (Dihidrolipoil deshidrogenasa) y su coenzima es FAD Esta reacción necesita la participación de otros dos coenzimas solubes que son el NAD+ y el Acetil-CoA. E1 cataliza la descarboxilación oxidativa del piruvato. Al descarboxilarse, el piruvato se trasforma en acetilo y E2 se lo da a Acetil-CoA; y E3 realiza la reoxidación de la lipoamida. E1 tiene como modificador alostéricos AMP, que significa que la célula no tiene energía, y estimula la oxidación para obtenerla (+) y GTP, análogo a ATP, si hay uho signfica que la célula no necesita más energía (-); E2 es inhibido por AcetilCoA; y el NADH inhibe el complejo a nivel de E. E1 además está sometido a inactivación por fosforilación (cuando se forforila se inactiva). Esta fosforilación es favorecida por ATP, Acetil-CoA y NADH; y la desfosforilación y por tanto la activación es activado por el propio piruvato.
TEMA 16. EL CICLO DE KREBS.
Es la vía final común para la oxidación de hidratos de carbono, ácidos grasos y aa, que durante su degradación (oxidación) dan lugar a Acetil-CoA, que se incorporará al Ciclo de Krebs. Sin embargo, el ciclo de krebs no solo es catabólico, si no que también suministra intermediarios para biosíntesis de componentes celulares; es decir, tiene también un carácter anabólico. Para considerar estos dos aspectos, catabólico y anabólico, existe el término anfibólico. Reacciones arapleróticas son reacciones de relleno o de reposición de intermediarios del ciclo de krebs. Como algunos son sustraidos para otras vías, deben ser repuestos gracias a estas reacciones. Todas las etapas del cico ocurren en la mitocondria.
CO2. Durante las reacciones de oxidación son necesarias unas determinadas coenzimas que se desprenderán (3 NADH, FADH2 y GTP). Este ciclo es estrictamente aerobio, y una de sus finalidades importantes es la obtención de energía. Sin embargo, en el balance, no aparece el oxígeno de forma directa en ninguna de las reacciones; y además tampoco se desprende ATP. ¿Qué es lo que está pasando? Como sabemos, esos coenzimas reducidos pasarán a la cadena respiratoria, y en la cadena transportadora de electrones (el último aceptor de electrones es el oxígeno) se desprenderá energía que será utilziada para la obtención de ATP. Se calcula que por cada molécula de NADH que se reoxida, se obtiene 2. ATP; y por cada FADH2 se desprenden 1.5 ATP. En la primera etapa, obtenemos citrato de una molécula de oxalacetato por la CITRATO SINTASA.
- el citrato se deshidrogena, formando un doble enlace, formándose el cis- aconitrato. Se produce la entrada de una molécula de agua para formar el isocitrato. Esto es catalizado por la ACONITRASA. La aconitrasa es una sulfohierro-proteína, con complejos hierro-azufre. Esos complejos participan en la fijación del sustrato de tal forma que la enzima cuando realiza la hidratación y deshidratación siempre lo hace hacia la mitad que proviene del oxalacetato. El cis-aconitrato no llega a ser desprendido de la enzima en su transformación. - El oxalaceto se oxida dando lugar al oxalsulcinato , un intermediario que no se seprará de la enzima ISOCITRATO DESHIDROGENASA y que se descarboxila dando lugar al alfa-cetoglutarato (AlfaKG)
- El alfacetoglutarato sufre una descarboxilación oxidativa catalizada por la ALFA-CETOGLUTARATODESHIDROGENASA, que dará lugar al sulcinilCoA.
- Sulcinil-CoA desprende el CoA generando la suficiente energía para dar lugar a GTP, mediante una fosforilación a nivel de sustrato; y está catalizada por la SULCINIL-COA SINTETASA (es sintetasa porque la reacción contraria necesitaría la hidrólisis de ATP)
- A partir de aquí surgen reacciones para volver a generar el Oxalacetato. Segunda etapa: - Se produce la oxidación del succinato a fumarato por medio de la SUCCINATO DESHIDROGENASA, que está asociada a los componentes de la cadena respiratoria en la mitocondria - Después de produce la hidratación con una molécula de agua por la FUMARASA se forma el malato - El malato se va a oxidar con la MALATO DESHIDROGENASA para dar de nuevo oxalacetato. Los coenzimas reducidos van a ceder sus electrones a la cadena de transporte de electrones con el oxígeno como último aceptor, desprendiendo una gran cantidad de energía que se va a aprovechar para sintetizar ATP en la fosforilación oxidativa. 1 Caracter anfibólico del ciclo de Krebs. El ciclo suministra intermediarios para rutas de biosíntesis. -El citrato se puede secuestrar del ciclo para síntesis de Acetil-CoA y Oxalacetato mediante una reacción que requiere ATP y que está catalizada por la ATP citrato liasa. - El alfa-cetoglutarato puede dar lugar a glutamato y piruvato mediante una reacción reversible llamada transaminación, catalizada por una glutamato piruvato transaminasa o alanina aminotransferasa ( GPT ). -
El sulccinil CoA puede dar lugar reaccionando con la glicocola en porfirinas como la hemoglobina
- El oxalacetato mediante otra transaminasa dará lugar al aspartato y alfa-cetoglutarato. El aspartato dará lugar a otros aa y a bases puricas o pirimidínicas. También puede ser sustraido para formar fosfoenolpiruvato, que da lugar a glucosa. Para reponer estos intermediarios existen las llamadas reacciones anapleróticas, que se encargan de regenerar estos intermediarios, y son:
- El piruvato se puede transformar en Oxalacetato directamente: Esta reacción es la primera de la gluconeogénesis (que ya lo estudiaremos). Está catalizada por una carboxilasa llamada piruvato carboxilasa. Siempre que hay una carboxilación aparece el coenzima biotina, que participa unido a la carboxilasa en la reacción
- Elpiruvato se puede transformar directamente también en malato: Está catalizada por la enzima malica, e interviene NADPH. Esta reacción es reversible y se da en la síntesis de ácidos grasos, porque es muy necesario NADPH, por lo que su misión es suministrarlo.
- todas las reacciones de transaminación son reversibles, y su sentido dependerá de los niveles de cada par de reactivos. Son muy importantes en el metabolismo de los aminoácidos. En las reacciones de transaminación siempre interviene un alfa-ácido y un aa El Alfa-cetoglutarato reacciona con la Alanina, y el grupo amino de la alanina se transfiere a grupo ceto del alfa-cetoglutarato,dando lugar a dos productos: glutámico + piruvato. Sólo se transfiere el grupo amino. Y esta reacción es catalizada por GPT. La segunda transaminación se lleva a cabo ente el oxalacetato y el aa Glutámico, se produce una transferencia del grupo amino del aa al grupo ceto del ácido (OAA), dando como productos ácido aspártico o aspartato y alfa-cetoglutarato. Esta reacción está catalizada por la transaminasa GOT.
- Mediante el ciclo del glioxilato, que empieza a nivel de isocitratrato, que se escinde al glioxilato, y con una molécula de Acetil-CoA da lugar a malato. Este ciclo solo se da en microorganismos y en células vegetales. Esto comienza a nivel del isocitrato, e interviene la enzima isocitrato liasa , que da lugar a glioxilatoy a succinato. El glioxilato mediante la malato sintasa y una molécula de Acetil-CoA da lugar a Malato, el cual pasará luego a oxalacetato. En este ciclo entran dos moléculas de Acetil- CoA (con dos carbonos cada una) y sale un succinato que contiene catro moléculas de carbono. Por tanto este ciclo puede reponer intermediarios del ciclo de krebs. El ciclo del glioxilato
isocitrato, el isocitrato puede ser utilizado por las dos enzimas (isocitrato liasa y la isocitrato deshidrogenasa), de manera que las dos enzimas compiten por el mismo sustrato. La deshidrogenasa actuará si la célula necesita energía, y la liasa actuará si lo que necesita el organismo es reponer elementos del ciclo de krebs. Además, si la liasa actuase, daría lugar también a succinato, que da lugar a fosfoenolpiruvato y más tarde a glucosa. En estos organismos a partir de la degradación de ácidos grasos, se puede formar glucosa. Esto solo se da en vegetales y microorganismos. Los humanos podemos degradar hidratos de carbono, y formando acetil-CoA sintetizamos ácidos grasos. Sin embargo, la reacción contraria no podemos llevarla a cabo.
TEMA 17. PERMEABILIDAD DE LAS MEMBRANAS MITOCONDRIALES. CADENA
RESPIRATORIA. TRANSPORTE EECTRÓNICO MITOCONDRIAL.
Para que el ciclo de krebs pueda continuar en condiciones aerobias los coenzimas reducidos deben volver a su estado oxidado. Para esto es necesaria la transferencia de electrones a la cadena respiratoria, localizada en la membrana mitocondrial interna, y que tiene como aceptor final de electrones el oxígeno. A través de la fosforilación oxidativa conseguimos sintetizar ATP. Todos estos procesos sueceden en a mitocondria. La membrana externa es muy permeable gracias a las porinas; la membrana mitocondrial interna es menos permeable, y en ella se encuentran todos los transportadores específicos necesarios para que los metabolitos entren y salgan de la matriz al espacio intrmembranal. En la parte más interna está la matriz mitocondrial que contienen las enzimas del ciclo de krebs y de la beta oxidación. La succinato deshidrogenasa no está en la matriz, si no que está asociada a la membrana interna mitocondrial, de hecho, es un componente de la cadena respiratoria. En la matriz también está el complejo piruvato deshidrogenasa que transforma el piruvato en Acetil-CoA. El 90% del oxígeno que respiramos se utilza como aceptor final en la cadena respiratoria. El otro 10% se utiliza en reacciones catalizadas por las oxidasas y oxigenasas, las cuales están implicadas en muchos procesos importantes (defensa del organismo, señalización, metabolismo...) La cadena respiratoria va a estar formada por cuatro grandes complejos enzimáticos y dos transportadores móviles. A los cuatro complejos los vamos a denominar como Complejo I, II, III y IV. Los componentes móviles son la CoQ (Ubiquinona) y el citocromo C. Los cuatro complejos reciben el nombre primero de quien recibe los elecrones, y después a quién se lo encuentro.
- El complejo I se llama NADH-CoQ REDUCTASA - El complejo II se llama Succinato-CoQ reductasa. Dentro del complejo II está la succinato-deshidrogenasa. - El complejo II se llama CoQ-Citocromo C Reductasa. - (^) El complejo IV se va a llamar Citocromo C Oxidasa , que le pasa los electrones al oxígneo. Cada uno de estos grandes complejos contienen diferentes coenzimas y grupos prostéticos que participan en el transporte. - En el complejo I encontramos como coenzima FMN, que le pasa los electrones a un Fe-S y después a la CoQ. -
En el complejo II tenemos FAD (que está presente en la succinato deshidrogenasa unida de forma física) que le pasa los electrones también a Fe-S. NADH es uno de los coenzimas slubles, mientras que los coenzimas de flavina siempre están unidos a las enzimas. Hay tres tipos de complejos Fe-S. El hierro es el que capta y cede los electrones en el transporte mitocondrial, pueden estar en estado ferroso o férrico. Estos átomos están coordinados con átmos de azufre que pueden venir de cisteinas o pueden estar libres. Existen tres tipos de complejos: Tipo A (que están unidos a cuatro cisteinas); el Tipo B tiene dos átomos de hierro, dos átomos de azufre libre (sulfuro inorgánico) y cuatro azufres de cuatro cisteínas; el T ipo C, que tienen cuatro átomos de hierro, cuatro de azufre que vienen de cuatro cistéinas, y cuatro átomos libres de azufre. Transporte electrónico desde NADH a CoQ.
- El NADH cede los electrones y sus protones al FMN, que estaba oxidado y se reduce a FMNH2, dando como resultado NAD+
- El FMNH2 cede sus electrones a los complejos Fe-S, que en estado férrico capta dos electrones y pasa a estado ferroso, y además se liberan dos protones que no serán captados por nada y se quedan en la matriz. - El complejo Fe-S le cede los electrones a la CoQ, que además capta dos protones del medio para dar la forma reduccida CoQH2, que se llama también ubiquinol. A nivel del complejo II
- El succinato se oxida a fumarato a la vez que FAD pasa a FADH2.
- Este FADH2 cede sus electrones al complejo Fe-S, y se libran dos protones. (de ferroso a férrico) - El complejo Fe-S cede sus electrones entonces a CoQ dando CoQH2 o ubiquinol de nuevo. De esta forma nos damos cuentas de que el CoQ es un transportador central que recibe electrones desde el NADH o desde el FAD. El coenzima Q es una quinona, que tiene un anillo aromático con dos grupos ceto, que además tiene una cadena lateral muy larga de isoprenoide (con diez unidades de isopreno). Esto aumenta mucho el carácter hidrófobo del coenzima, lo que le permite difundirse a través de la membrana interna mitocondrial (se desplaza por la zona más interna e hidrófoba). Este coenzima capta dos protones y dos electrones. Primero capta un protón y un electrón, obteniéndose una semikinona, y luego vuelve a captar protón más electrón dando lugar finalmente a ubiquinol (CoQH2). El coenzima Q cede sus electrones al Complejo III que posteriorimente se los pasará al Citocromo C. En este paso se produce una transferencia de cada electrón por separado en el llamado ciclo Q. A partir de este momento empiezan a intervenir en el transporte los citocromos. ¿Qué son los citocromos? Son proteínas características de las células aerobias. Estos se encuentran en la membrana mitocondrial interna, también se encuentran en los microsomas del RE. Se identifican por las bandas que presentan su espectro (es decir, por la longitud de honda a la que absorben). Su espectro puede presentar tres o dos máximo, ( alfa, beta, gamma )Cada citocromo tiene unas longitudes de honda características para esos máximos. Todos contienen un grupo hemo, con un átomo de hierro central. Este grupo hemo, concretamente el átomo de Fe son los que participan en la transferencia electrónica (paso de Fe2+ a Fe3+, captando y cediendo electrones todo el rato). Los grupos hemo contienen el anillo tetrapirrólico, pero se caracterizan por tener distintos sustituyentes, lo que va a diferenciar
Según esta teoría la energía liberada en el transporte electrónico se utiliza para bombear protones
desde la matriz al espacio intermembranal. Este bombeo tiene dos consecuencias: los protones se acumulan en el espacio ntermembrana creando un potencial de membana mitocondrial (positivo hacia el espacio intermembranal, negativo en la matriz mitocondrial); además la concentración de protones es mayor fuera. La síntesis de ATP se produce cuando los protones del espacio intermembrana vuleven a la matriz a través de ATPsintasa o Complejo V. Esta proteínas cataliza la formación de ATP a partir de ADP + P. El bombeo de protones se realiza gracias a los complejos I, III y IV (El complejo II no puede porque sus transferencias electrónicas no desprenden la suficiente energía como para bombear protones). Esto se comprobó porque se observa que es necesaria la integridad de la membrana mitocondrial interna para la síntesis de ATP. Esto asegura el gradiente de protones y por tanto el acoplamiento de la fosforilación oxidativa. La ATPsintasa tiene a su vez dos subunidades. F0 y F1.
- F1 es el componente catalítico donde tiene lugar la síntesis de Atp, y está proyectado hacia la matriz. Está compuesto por tres dímeros alfa-beta, tres beta, una gamma, epsilon y delta. Gamma y epsilon forman un tallo. La subunidad delta , se encuentra asociada a las cadenas b de F0 (del otro componente). Las subunidades B son realmente las que llevan a cabo la síntesis de ATP.
- F0 está formado por una subunidad a, dos b, y aproximadamente 10 tipo c. La subunidad a y c están integradas en la membrana mitocondrial interna, y las dos subunidades b actúan como columnas externas que unen los dos componentes. La síntesis de ATP se produce cuando los protones acumulados en el espacio intermembrana vuelven a la matriz gracias a la ATPsintasa. Regresan A través de la subunidad a, que tiene un orificio para la entrada de los protones, y otro pasa su salida. Los protones del espacio intermembrana entran en la sub. A y pasan a las subunidades C, que giran hasta conectar con el orificio de salida luego en A. El giro de las sub. C hace girar también el tallo central, y el giro de la sub. Gamma del tallo central es lo que activa la síntesis de ATP en las sub. beta. La energía del transporte electrónico está acumulada en ese gradiente de protones, que cuando regresan a la matriz a través del complejo V estimulan la síntesis de ATP. Se calcula que las transferencias electrónicas que se producen por cada NADH que se reoxida suponen 2,5 moléculas de ATP. En cambio, como FADH2 que se reoxida (como se bombean menos protones) se genera solo 1,5 ATP. Existen agentes capaces de alterar la fosforilación oxidativa o el acoplamieto:
- Agentes desacoplantes. Agentes liposolubles que interaccionan con la membrana mitocondrial interna y consiguen que desaparezca el gradiente de protones, consiguiendo que estos pasen del espacio intermembrana a la matriz. La proteína UCP es una proteína generadora de calor (termógenina) es una de ellas, de manera que hace que desaparezca el gradiente de H+y la energía liberada en el transporte de electrones en forma de calor.
- Los ionóforos transportan cationes al interior, cambiando el potencial de membrana mitocondrial, de forma que habrá más carga positiva dentro (esto es malo). Los ionófosros consumen la energía del tranporte electrónico en transportar protones.
- Inhibidores de la ATPsintasa, que se unen directamente al complejo V e inhibe su actividad, impidiendo la síntesis de ATP.
