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Deshidrogenasas doc
 

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    Deshidrogenasas doc Deshidrogenasas doc Document Transcript

    • 73660-736604956810-165100Universidad de Puerto Rico<br />Recinto Universitario de Mayagüez<br />Facultad de Artes y Ciencias<br />Departamento de Biología<br />Grupo 3:<br />Lauren Borreli <br />Melvin Caraballo<br />Amanda Flores<br />Elizabeth González<br />Valerie Gordián <br />Priscilla Hernández<br />Lisa Irizarry<br />Jorge Montalvo<br />Laura Rosado<br />BIOL 4368 Sec.040<br />Dr. Carlos Ríos<br />Introducción<br />Las deshidrogenasas pertenecen al grupo de las óxido-reductasas. Estas últimas son aquellas enzimas que llevan a cabo reacciones donde una molécula se oxida mientras otra se reduce. Las deshidrogenasas sin embargo se caracterizan por que llevan a cabo esta reacción transfiriendo átomos de hidrógeno entre las moléculas. Estas se clasifican en aerobias y anaerobias. Las primeras son aquellas que transfieren el hidrógeno de un sustrato a oxígeno molecular, formando peróxido de hidrógeno. Mientras que las anaerobias no utilizan oxígeno, sino que le transfieren el hidrógeno a una molécula aceptadora alterna como NAD+ (dinucleótido de nicotinamida adenina) o FAD (dinucleótido de flavina adenina). El mecanismo general o más común por el cual funcionan las deshidrogenasas es el siguiente:<br />Las deshidrogenasas también pueden oxidar la molécula reducida en un proceso de oxidación-reducción anterior. Un ejemplo de esto son las deshidrogenasas de la cadena de transporte de electrones que oxidan el NADH y FADH2 producido en glucólisis y el ciclo de Krebs. Es por esto que las deshidrogenasas son cruciales en la producción de energía. <br />Algunos de los procesos metabólicos en los cuales las deshidrogenasas están involucradas son:<br />Glucólisis<br />Es la ruta metabólica encargada de obtener energía para la célula mediante la oxidación o fermentación de glucosa. Esta se divide en dos fases. La segunda de éstas, la fase de recompensa, comienza con una reacción catalizada por una deshidrogenasa. En el paso seis de esta ruta ocurre una fosforilación oxidativa donde la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa oxida gliceraldehído-3-fosfato a 1,3-bifosfoglicerato. El agente oxidante de esta reacción es NAD+, el cual es reducido a NADH. Se le llama fase de recompensa ya que este NADH al pasar por la cadena de transporte de electrones produce en promedio 1.5 ATPs, lo cual para las dos moléculas provenientes de la glucosa equivale a 3 ATPs. De esta forma se recompensa la energía perdida en la primera fase de glucólisis.<br />Puente entre Glucólisis y Ciclo de Krebs<br />Es la unión entre glucólisis y el ciclo de Krebs ya que se convierte piruvato a acetil CoA. Esto lo realiza el complejo de piruvato deshidrogenasa, el cual está compuesto por la enzima piruvato deshidrogenasa, dihidropoliamida transacetilasa y dihidropoliamida deshidrogenasa. Este complejo oxida piruvato y reduce la molécula de NAD+. En el proceso se produce CO2.<br />Fermentación<br />En ausencia de oxígeno, piruvato no se convierte en acetil CoA sino que se usa en el proceso de fermentación. En éste se usan compuestos orgánicos como último aceptador de electrones para regenerar NAD+ y permitir que siga ocurriendo glucólisis, teniendo como propósito final la obtención de energía. Los microorganismos pueden fermentar algunas azucares y otras no. Por ejemplo Neisseria meningitidis puede fermentar maltosa y glucosa, pero no sucrosa y lactosa. Sin embargo, Neisseria gonorrhoea fermenta glucosa, pero no maltosa, sucrosa, ni lactosa.<br />
      • Fermentación alcohólica - En este proceso piruvato proveniente de glucólisis se transforma en gliceraldehído 3- fosfato por la enzima piruvato carboxilasa y éste a su vez se reduce por la alcohol deshidrogenasa a etanol. (E. coli y Salmonella)
      • Fermentación láctica - actúa la enzima lactato deshidrogenasa, la cual reduce el piruvato a lactato. (Streptococcus, Lactobacillus, E. coli, Salmonella y Bacillus)
      Ciclo de Krebs<br />Comienza cuando el compuesto acetil CoA se une a oxaloacetato para formar citrato. Se lleva a cabo en el citoplasma de las células procariotas y en la matriz del mitocondrio en las células eucariotas. Es la vía común en todas las células aerobias para la oxidación completa de los carbohidratos, grasas y proteínas. Por lo tanto, son una serie de reacciones químicas de gran importancia que forman parte de la respiración celular de todo organismo aeróbico. Las deshidrogenasas involucradas son:<br />
      • Piruvato deshidrogenasa – lleva a cabo la descarboxilación oxidativa de piruvato y la formación de acetil CoA, liberándose CO2 y reduciéndose NAD+ a NADH.
      • Isocitrato deshidrogenasa - enzima que requiere Mg+2 y Mn+2 y cataliza la descarboxilación oxidativa del isocitrato a α-cetoglutarato. Genera una molécula de NADH a partir de NAD+. En adición se forma la segunda molécula de CO2.
      • α-cetoglutarato deshidrogenasa – complejo que cataliza la descarboxilación oxidativa del α-cetoglutarato, liberando la tercera molécula de CO2 y NADH. Además lleva a cabo la formación de Succinil CoA.
      • Succinato deshidrogenasa - oxida succinato a fumarato al transferir dos hidrógenos a FAD. Forma parte de la cadena de transporte de electrones.
      • Malato deshidrogenasa – lleva a cabo la última oxidación del ciclo de Krebs donde malato se oxida a oxalacetato y se reduce NAD+ a NADH.
      Cadena de Transporte de Electrones<br />Se encuentra en la membrana citoplasmática de los microorganismos. Está compuesta por cuatro complejos proteicos, el coenzimo Q (ubiquinona) y una ATPasa. Estas proteínas llevan a cabo el proceso de fosforilación oxidativa en el cual se transfieren electrones para producir ATP. Los primeros dos complejos de esta cadena son deshidrogenasas.<br />
      • NADH deshidrogenasa – también conocida como el Complejo I. Está compuesta por alrededor de 40 polipéptidos, por lo que es el complejo enzimático de mayor tamaño. Contiene una flavoproteína, la cual tiene a FMN (mononucleótido de flavina) como coenzima. El FMN acepta los electrones de NADH y se los transfiere a los centros de hierro-azufre. Estos últimos transfieren los electrones a ubiquinona, la cual hace que el flujo de electrones continúe a través de la cadena de transporte. Este complejo a su vez bombea protones al exterior, por lo que contribuye a generar el gradiente de protones que sirve de fuerza protón-motriz para la síntesis de ATP.
      • Succinato deshidrogenasa – también conocida como el Complejo II. Consiste de cuatro subunidades, dos de las cuales son transmembránicas y dos citoplásmicas. Esta contiene un sitio activo en el cual se enlaza succinato oxidándose a fumarato. Los electrones de succinato son transferidos a FAD, el cual a su vez los transfiere a los tres centros de hierro-azufre. Estos centros subsiguientemente reducen a ubiquinona, la cual continúa con la cadena de transporte de electrones.
      • Referencias
      Alberts, B., A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, and P. Walter. 2002. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. Garland Science. <br />Biopsicologia.net: Tratado Multidisciplinar Sobre la Bioquímica del Cerebro. http://www.biopsicologia.net/nivel-2-glosario/enzima-deshidrogenasa.html<br />Diwan, Joyce J. 2007. Glycolysis and Fermentation http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb1/part2/glycolysis.htm <br />" Etapas Del Ciclo De Krebs." Ciclo De Krebs - CiclodeKrebs .com. Web. 20 Apr. 2010. <http://www.ciclodekrebs.com/>.<br />Madigan, Michael T., John M. Martinko, and Thomas D. Brock. 2006. Brock Biology of Microorganisms. Eleventh ed. Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall. <br />Nelson, D. and M. Cox. 2005. Lehninger Principles of Biochemistry. 4th edition. W.H. Freeman and Company, New York, NY.<br />Ramos, Lisbeth, Omar Villarroel, and Maria G. Lopez. " Ciclo De Krebs." Servidor Ambar. 2007. Web. 19 Apr. 2010. <http://150.185.75.79:8080/CicloKrebs/contactos.html>.<br />