Universidad de especialidades Espíritu Santo

Materia: Química orgánicaDocente: Dra. Shirley Chuqui

Temas: - Sistemas biológicos de óxido reducción - Enzimas y coenzimas de las reacciones de óxido reducción - Citocromos - Derivados de la riboflavina Integrantes:

Gustavo ÁlvarezPeniel Quevedo

Yulexi BurgosChelsy Barros

Analy Icaza

INTRODUCCIÓN

• Se consideran como reacciones de transferencia de electrones

REACCIONES REDOX

• Comprenden desde la combustión de combustibles fósiles hasta la acción de los blanqueadores domésticos.

• Muchas reacciones redox importantes se llevan a cabo en agua, pero esto no implica que todas las reacciones redox sucedan en medio acuoso

REACCIONES REDOX• El término reacción de oxidación se refiere a la

semirreacción que implica la pérdida de electrones.

• La reacción de reducción es una semirreacción que implica una ganancia de electrones.

Los agentes oxidantes siempre se reduceny los agentes reductores siempre seoxidan.

El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir, siendo oxidado.

El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir, siendo reducido

• Ejemplo:

2Mg (s) + O2 (g) 2MgO (s)

REACCIONES REDOX

2Mg 2Mg2+ + 4e-

O2 + 4e- 2O2

•  Los seres vivos obtienen la mayor parte de su energía libre a partir de la oxidación de carbohidratos, grasas y ciertos aminoácidos.

Sistemas biológicos de óxido reducción

• Los procesos en los que tiene lugar la transferencia de electrones son cruciales en el metabolismo celular.

Sistemas biológicos de óxido reducción

• La formación de la capa de ozono (luz ultravioleta)

• Ciclo de Krebs

• Gluconeogénesis

• Fosforilación oxidativa

Ciclo de Krebs• Ciclo de los ácidos tricarboxilicos

• Ciclo de Krebs (Hans Adolfo Krebes / Fritz Lipmann (1953)

• Catabolismo del ácido cítrico

Regresar

Ácido cítricoGrupo COOH # 1

Grupo COOH # 2Grupo COOH # 3

Ciclo de Krebs• Por cada vuelta del ciclo de Krebs se formarán 10

moléculas de ATP

• El ciclo del acido citrico es la vía final para la oxidación de carbohidratos, lípidos y proteínas (figura 1)

Importancia del ciclo de Krebs

• Enfermedades metabólicas

• Cetoacidosis diabética

Enzimas y coenzimas de las reacciones de óxido-reducción

• Enzimas: Moléculas de origen proteico que catalizan reacciones químicas

• Coenzima: son cofactores de origen no proteico que al unirse a la apoenzima forma la holoenzima

Principales enzimas• Lipasas• Peptidasas• Amilasas• Deshidrogenasas: aeróbicas y anaeróbicas• Oxidasas• Hidroxiperoxidasas• Oxigenasas

Principales coenzimas• FAD• FMN• NAD+

• NADP+

• Coenzima A• Coenzima Q• Coenzima B12

• TPP• Ácido Ascórbico• PLP• PMP• FH4

• Biocitina• Ácido lipoico

Deshidrogenasas• Son enzimas capaces de catalizar la oxidación o reducción de

un sustrato por sustracción o adición de dos átomos de hidrógeno (deshidrogenación)

• Emplea un par de coenzimas que actúan como aceptores o como donadores de electrones y protones

Citocromos• Son proteínas que desempeñan una función vital en el

transporte de energía química en todas las células vivas

• Durante la respiración y la fotosíntesis, las moléculas de citocromo aceptan y liberan alternativamente electrones, que pasan a otro citocromo (transferencia de electrones)

• Son metaloporfirinas• Están incorporados en la membrana celular de las bacterias y

en las membranas internas de las mitocondrias

Tipos de citocromos• Hay tres grandes familias

• Citocromo c

• Citocromo a

• Citocromo b

Citocromo P450• El estado en reposo de la proteína contiene un grupo Fe3+ (oxidado).• La unión de un sustrato inicia el transporte de electrones y los

enlaces al oxígeno.• Los electrones son donados al CYP por otra proteína, bien sea

un citocromo P450 reductasa, ferredoxina o citocromo b5, con el fin de reducir el hierro del hemo.

• El oxígeno molecular se une con y es reducido por el hierro del hemo.

• Un oxidante unido al hierro, oxida el sustrato bien sea a un alcohol o a un epóxido, regenerando es estado de reposo del CYP.

Derivados de la Riboflavina• Los grupos flavina vinculados con estas

deshidrogenasas son similaresa la FMN y FAD que ocurren en oxidasas

• Casi todas las deshidrogenasas enlazadascon riboflavina estan relacionadas con el transporte de electrones en (o para) la cadena respiratoria

Derivados de la riboflavina• FAD• FMN

FIN

REGRESAR

REGRESAR

GRACIAS

Bibliografía• Chang, R., 2010. (Décima edición). Química, México DF,

México: Mc Graw Hill.• Brown, T, 2014. (Décimo segunda edición). Química la

ciencia central, México, México DF: Pearson• Murray, R, 2012 (Vigésima novena edición). bioquímica

ilustrada de Harper, México, México DF: Mc Graw Hill.• Horton, R, 2008 (Cuarta edición). Principios de bioquímica,

México, México DF: Pearson• McKee, T, 2003 (Tercera edición). Bioquímica la base

molecular de la vida, Madrid, España: Mc Graw Hill / Interamericana

• Babcock GT, Wikstrom M: Oxygen activation and the conservation of energy in cell respiration. Nature 1992;356:301.

• Coon MJ: Cytochrome P450: Nature’s most versatile biological catalyst. Annu Rev Pharmacol Toxicol 2005;4:1.• Harris DA: Bioenergetics at a Glance: An Illustrated Introduction.

Blackwell Publishing, 1995.• Johnson F, Giulivi C: Superoxide dismutases and their impact

upon human health. Mol Aspects Med 2005;26.• Nicholls DG, Ferguson SJ: Bioenergetics3. Academic Press,

London 2002.Raha S, Robinson BH: Mitochondria, oxygen free radicals, disease and aging. Trends Biochem Sci 2000;25:502.