TEMA 16: FOSFORILACIN OXIDATIVALa energa qumica contenida en enlaces a travs del catabolismo se acumula nicamente en dos molculas, NADH y FADH2, en forma de ELECTRONES. Estos sern cedidos a la cte-, que se transformar a su vez en un GRADIENTE ELECTROQUMICO DE PROTONES, para que al final la ATPasa/sintasa emplee la energa del gradiente electroqumico la transforme de nuevo en energa qumica en sus enlaces en forma de ATP.El ATP producido por fosforilacin a nivel del sustrato es mucho menor que el que genera la mitocondria, que lo hace mediante un sistema indirecto y muy complejo, que explica la TEORA QUIMIOOSMTICA.Por qu los electrones son cedidos de hierro a cobre en el ejemplo?Lo que ocurre en realidad es que uno los pierde y el otro los capta por estar all. El sistema lo gobierna una propiedad tpica de cada molcula, el POTENCIAL DE REDUCCIN, E, que tiene una cifra en VOLTIOS e indica la tendencia de un determinado compuesto a ceder sus electrones (cunto potencial tiene de reducir a otro compuesto).No se mide mediante un tomo aislado. Las medidas son relativas, comparando cada compuesto de inters con una referencia, el HIDRGENO (H2). Si pierde un electrn, obtenemos un PROTN. Un compuesto A pierde un electrn y pasa a A+. El electrn se mover por el puente elctrico a la clula del hidrgeno y reducir protones a hidrgeno. Medimos as una CORRIENTE NEGATIVA, de forma que A tiene ms capacidad para ceder electrones que el hidrgeno y por ello los pierde. Su potencial de reduccin es NEGATIVO.

Juntando dos compuestos cualquiera, en una escala de potenciales de reduccin o potenciales redox, A tiene un potencial de -1V y B un potencial 1V respecto al hidrgeno. Si montamos las celdas y los ponemos en conexin, A ceder electrones a B con mucha mayor propensin que a la inversa. A se ioniza y reduce con sus electrones al compuesto B, que estaba ionizado. Esto ocurre de forma ESPONTNEA, no ocurrir que B pierda electrones a no ser que cedamos energa al sistema. Esta transicin electrnica LIBERA ENERGA, ya que OCURRE DE FORMA ESPONTNEA. El electrn en A estaba en un determinado orbital conteniendo una determinada energa, y al ser transferido a B cae a un orbital de menor energa. Como al energa ni se crea ni se destruye, la diferencia se desprende con un G. La norma para comparar dos compuestos es que:EoA < EoB ---> A cede e- a B. Considerando nmero y signo.De forma coloquial nos referimos a los compuestos en la parte negativa como los que tienen un ELEVADO POTENCIAL REDOX, esto quiere decir que son muy propensos a ceder sus electrones. Los que son ms positivos y por ello elevados matemticamente son los que tienen MENOR POTENCIAL REDOX, les cuesta oxidarse.

La liberacin de energa se puede formular mediante una versin de la ecuacin de Nerst:G = -nF (Eo ACEPTOR - Eo DONADOR) = -nF deltaEoLa n (nmero de electrones) ya no tiene signo como en frmulas anteriores. Como tenemos un signo negativo ante el donador y un positivo ante la n, G es NEGATIVA, se desprende energa.Esto ocurre en todo el rango, no ocurre slo entre potenciales negativos y positivos, se produce a cualquier tramo, siempre se produce desde el compuesto de ARRIBA en la escala al de ABAJO.

La cadena de transporte de electrones no est unida como un macro complejo, sus componentes se mueven libremente por la membrana sin orden espacial. Didcticamente se ordenan en funcin de la secuencia de potenciales redox. Recientemente se han observado ciertas interacciones que an no estn claras. FMN: cofactor del complejo I, acepta electrones del NADH. Coencima Q: compuesto apolar disuelto en la membrana lipdica, no constituye un complejo. Puente entre complejo I y III, el complejo II tambin es puente. Citrocomos b, c1: constituyen el COMPLEJO III. Cada protena contiene un GRUPO HEMO. Citocromo c: se trata de una protena globular pequea que contiene un grupo hemo y se mueve por el ESPACIO ENTRE MEMBRANAS de la mitocondria. Como peculiaridad, puede interaccionar con los complejos III y IV, tiene libre movimiento y puede actuar como puente para electrones. Esta es su funcin. Citocromos a, a3: constituyen el COMPLEJO IV.A lo largo del trasiego de la cte- se liberan 240KJ por mol de NADH. 1 NADH libera 2 electrones que terminarn reduciendo 1 mol de oxgeno atmico (O). Estequiomtricamente, funcionan mol a mol.En el complejo I, entre el penltimo y ltimo centro de hierro azufre se da una gran diferencia de potencial redox. Esta diferencia supone una liberacin notable de energa libre.

En el complejo II (lo veremos ms adelante)La UBIQUINONA o QUINONA o COENZIMA Q10 recibe electrones del complejo I lo cede al III, con varios CITOCROMOS, que cuentan con un HIERRO en su grupo HEMO. Es visible un buen salto entre un grupo HEMO, B562, y el hierro de la protena RIESKA (otro tipo de protena con hierro que se da en este complejo). En este caso tambin se da una buena libeacin de energa.En el complejo IV la diferencia de potencial entre un tomo de cobre y el hierro tambin libera mucha energa libre, aunque es menor que en el complejo I.

ORGANIZACIN DE LA CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONESCOMPLEJO IEncargado de oxidar NADH. denominado NADH DESHIDROGENASA.FLAVN MONONUCLETIDO, CENTROS DE HIERRO AZUFRE.COMPLEJO IINO EST A CONTINUACIN DEL I. Se trata de una ENZIMA del ciclo de KREBS, la SUCCINATO DESHIDROGENASA. sta se encuentra asociada a la membrana interna pese a que forme parte de la matriz. Su funcin es OXIDAR SUCCINATO a FUMARATO, generando FADH2 en la reaccin. No tiene relacin con el bombeo de protones.

COENZIMA Q10 = UBIQUINONAEmbebida en la membrana, acta como PUNTO DE CANALIZACIN de los electrones del NADH procedentes del complejo I y los del SUCCINATO va FADH2 desde el complejo II. No son nicamente electrones del FADH2 del ciclo de Krebs, tambin el metabolismo de cidos grasos genera mucho FADH2 que la coenzima Q capta.Ceder los electrones al COMPLEJO IIICOMPLEJO IIICitocromos con grupos HEMO con hierro y centros de HIERRO AZUFRE.Se le denomina citocromo C - coenzima Q - OXIDORREDUCTASA.CITOCROMO CProtena con libertad de movimiento, puede captar un electrn (slo 1, tiene un grupo hemo con un hierro) y cederlo al complejo IV.COMPLEJO IV Con centros de HIERRO AZUFRE por los que discurre el trasiego de electrones hasta cederlos al oxgeno y reducirlo.Se le denomina CITOCROMO OXIDASA.Centros hierro azufreEn su versin ms sencilla contienen un nico tomo de hierro, que no est enlazado, sino interaccionando (se dice que est COORDINADO) con 4 azufres aportados por aa CISTENA (en naranja). Los hay ms complejos, como el de hierro 2 azufre 2 Fe2S2. Un primer hierro se acopla al azufre de cistenas y el hierro a su vez acompleja a azufre inorgnico que a su vez est acomplejado a hierro que se acompleja a ms azufre de cistenas. Este tipo es bastante comnNO EXISTEN ENLACES, SON COORDINACIONES (atracciones entre tomos).Abunda tambin el hierro 4 azufre 4 (Fe4S4).

Complejo IEn el complejo I el NADH se oxida reduciendo al FMN, que se oxida reduciendo a un centro de FeS, que se oxida reduciendo a la COENZIMA Q a su forma reducida.Normalmente el complejo I se emplea para emplear energa almacenada en NADH. Tambin puede emplear NADPH, que se interconvertira en NADH.NAD + NADHPH NADH + NADP+El NADPH es de gran importancia para el mecanismo de ANABOLISMO, sntesis de molculas. Por esto el proceso normalmente no ocurre, constituye el PODER REDUCTOR a emplear.El complejo I en mamferos consta de 45 protenas, unas 14 en bacterias.Su tamao es similar al de la subunidad grande del ribosoma, y contiene numerosos cofactores o grupos prostticos. Tiene forma de L. La cesin de los electrones del NADH se produce en el extremo de la zona hidrofilica, y la coenzima Q se asocia en la zona de unin de las zonas hidrfilas e hidrfobas. Distinguimos 2 partes diferenciadas en la macroprotena, una hidrfila que sobresale hacia la matriz y una hidrofbica en la membrana.Las distintas subunidades presentan distintos cofactores, siendo los ms abundantes los centros de FeS. Tambin se da FMN. TMHs: dominios transmembrana.La cesin de 2 electrones de NADH a CoQ libera energa como para expulsar 4H+. La actividad del enzima reside en ??Los 2 e- no discurren a la vez, el hierro cambia de valencia de 1 en 1. Luego primero pasa un electrn y despus el siguiente. La abundancia de centros de FeS en la parte hidroflica se explica porque se distribuyen de modo que no exista demasiada distancia entre ellos. La distancia mxima que un electrn puede circular al cederse es de 14A. Por ello existen tantos complejos. Se postula que el complejo I se puede entender como una enzima oxidada de NADH. En la topografa del complejo el FMN est en el centro activo de la enzima, capta los electrones y los cede de 1 en 1 a los centros de FeS. Estos realizan un recorrido en base a la proximidad fsica de los centros de hierro azufre, cada uno con su potencial redox (luego ordenados fsicamente y por potencial REDOX). Finalmente acaban en la COENZIMA Q, anillo bencnico con cola apolar, normalmente disuelta en la membrana y con la capacidad de introducirse en un bolsillo hidrofbico en la zona de la bisagra del COMPLEJO I, en la que capta los electrones. Ciertos centros de Fe-S presentan una distancia superior a 14 armstrongs. Por la ruta correcta fluirn electrones a velocidad de 14 millones por segundo, mientras que en los ms separados uno por hora (despreciable), constituyendo el camino equivocado. En el complejo I, ciertos residuos de aa pueden PROTONARSE o DESPROTONARSE. Cuando los electrones llegan a los ltimos centro de Fe-S, el G se emplea para generar algn tipo de fuerza de torsin en la regin de la BISAGRA del complejo I, mantenindose quieto el BRAZO HIDROFLICO y moviendo el HIDROFBICO de la membrana. La fuerza de torsin se transmite de forma horizontal a los polipptidos de la forma hidrfoba. Se sabe que existen cadenas, representadas en rojo, que transcurren de forma vertical, de modo que al moverse la parte hidrfoba de forma horizontal se transmite el movimiento a las rojas, que se mueven verticalmente, exponiendo un residuo aminoacdico que pudiera desprotonarse. As en sucesivos ciclos.Adems del trasiego de electrones y liberacin de protones, el complejo I cede sus e- a la COENZIMA Q, UBIQUINONA o COENZIMA Q10. Presenta un anillo bencnico y una cola apolar, constituida por la repeticin de unidades de ISOPRENO (en organismos superiores 10 repeticiones, de ah su nombre). La COENZIMA Q puede aceptar un electrn y protn en un O del anillo bencnico formando un hidroxilo. Se forma as una forma semibencnica (semireducida) denominada SEMIQUINONA. En la mb interna mitocondrial de los organismos se da siempre un conjunto de molculas oxidadas, semirreducidas y reducidas.En la zona de la bisagra del complejo I, la regin del bolsillo hidrofbico resguarda la CQ, de modo que a partir de aqu capta los electrones del ltimo centro de Fe-S. Puede entrar y salir de esta regin hidrfoba. Se transfieren as dos electrones del NADH a una QUINONA totalmente reducida.Complejo IIISu papel reside en aceptar electrones de la CQ y cederlos al CITOCROMO C. La CQ, est totalmente reducida por captar los electrones del NADH. Es necesario realizar el trnsito de una situacin de movimiento de los electrones en PARES a viajar de 1 en 1. Esta es la funcin del COMPLEJO III. La quinona, totalmente reducida, cede sus electrones de 1 en 1 al centro de Fe-S de la PROTENA DE TIPO RIESKE ( ?) . La cesin de electrones de la quinona es posible gracias a la existencia de una FORMA INTERMEDIA de la molcula, semirreducida.

A continuacin transcurrirn por el CITOCROMO B, por sus 2 grupos HEMO, y despus los dos electrones circularn hasta el CITOCROMO C1, con otro grupo hemo. Las unidades de citocromo C abundan en la membrana y se mueve libremente, de modo que fcilmente puede aproximarse al citocromo C1 y captar su electrn.Acerca del bombeo de protones, como en el complejo I tampoco se debe a la presencia de un canal. La QUINONA SEMIRREDUCIDA por cmo cambia su carga al ganar o perder electrones, puede moverse dentro del complejo. De hecho dentro del citocromo b se observan 2 sitios de unin de la quinona.Cuando la quinona est semirreducida, es capaz de DESPROTONARSE y soltar un protn. Se le denomina CICLO Q. No est del todo claro cmo puede liberar el protn.Los electrones han transcurrido de 1 en 1 y estn en el CITOCROMO C, capaz de interaccionar con el ltimo complejo.Complejo IV.Con 2 citocromos, A y A3, encargados finalmente de ceder los electrones a un tomo de OXGENO formando agua.En los citocromos, lo realmente importante es la presencia de un GRUPO HEMO con un TOMO DE HIERRO COORDINADO, que es quien estar cambiando de valencia.

TEORA QUIMIOSMTICA.Cmo la energa qumica almacenada en los nutrientes y en el NADH se transforma en energa en forma de gradiente electroqumico de protones y de nuevo en energa qumica en forma de ATP?

Los bioqumicos de la poca de Mitchell aceptan el siguiente clculo estequiomtrico: PETER MITCHELL propone un ACOPLAMIENTO INDIRECTO entre la energa que se libera en la cadena de transporte de electrones y la sntesis de ATP. Es decir, un acoplamiento de la formacin de un gradiente de protones.Se bombean 4 protones en el complejo I y III y 2 protones en el complejo IV.1 NADH cede 1 mol de ee- (parejas de electrones) a un mol de tomos de O, con el resultado de expulsarse 10 moles de protones (H+) y generndose 3 moles de ATP.1NADH1ee-1O10H+3ATP

El segundo dador a la cadena es el FADH2, procedente de la succinato deshidrogenasa, la oxidacin de cidos grasos... En este caso:1FADH21ee-1O6H+2ATPExperimentalmente (se realiza en mitocondrias aisladas intactas), siempre que exista una fuente de electrones la cadena transportadora continuar generando un gradiente de protones. Aadiendo inhibidores a la cadena: como ejemplo la ACTINOMICINA A, el citocromo b habr recibido sus electrones pero no podr cederlos. Los centros de Fe-S quedan completamente reducidos a la izquierda del inhibidor y a la derecha todos quedarn oxidados, sin poder reponerse. Los electrones de nuestra fuente de NADH han dejado de circular. Si pipeteamos un compuesto en la cantidad con un potencial redox capaz de aceptar los electrones del citocromo b, se oxidar y se reanudar el flujo de electrones por la parte izquierda de la cadena. No volvern a llegar al oxgeno, seguirn siendo drenados. De este modo se conserva el funcionamiento de una parte de la cadena.

Puede medirse la cantidad de ATP sintetizado a partir del gradiente de protones de una regin determinada de la cadena.Si queremos estudiar toda la cadena, disponemos en primer lugar una fuente de NADH. Los electrones circularn por la cadena hasta el final. Si queremos saber qu sucede con el FADH2, aadiremos SUCCINATO, que al oxidarse lo genera, cediendo el FADH2 sus electrones a la CQ, pasado el complejo I. Estudiaremos entonces esta parte de la cadena.Para estudiar el complejo IV, existen ciertos compuestos, como el TMPD, con el potencial REDOX adecuado para ceder sus electrones al citocromo c. De este modo slo funcionar este complejo.1TMPD 1ee- 1O 2H+ 1ATP.Luego un mol de parejas de electrones siempre reducirn un mol de tomos de oxgeno, pero RINDEN DISTINTO EN TRMINOS ENERGTICOS SEGN ACCEDAN A UN COMPLEJO U OTRO. Se forman distintos gradientes de protones y puede generarse menos ATP.

Para sintetizar una determinada cantidad de ATP empleando por ejemplo el complejo IV se requerirn muchas ms parejas de electrones que al inyectarlos en el complejo I.La ATPasa va a requerir 3 PROTONES POR CADA ATP.Desde el punto de vista fsico qumico, se liberan en la cadena 200KJ. Esto resulta en la expulsin de 10 protones, requiriendo la ATPasa 3 para funcionar. Aunque desde el punto de vista estequiomtrico parece que ''sobre energa'', por la falta de eficiencia de un sistema natural, no se generan ms de 3 ATP.

Cmo se llega a determinar cunto ATP se genera a partir de NADH, FADH2...?Medir oxgeno en mitocondrias intactas resulta muy sencillo. La razn P/O, tambin llamado ADP/O, define los moles de ATP que se pueden sintetizar por mol de oxgeno reducido, equivalente a mol de sustrato oxidado.

1 MOL DE SUSTRATO OXIDADO, EQUIVALENTE A UN MOL DE OXGENO REDUCIDO, GENERA UN DETERMINADO NMERO DE MOLES DE ATP (3,2,1), RAZN P/O.

Los experimentos se han realizado a partir de la medicin de oxgeno consumido por la mitocondrias. Si aadimos una fuente de electrones, como GLUTAMATO, que da lugar a NADH, puede registrarse un determinado consumo de oxgeno. Las mitocondrias estn empleando el NADH y construyendo un gradiente electroqumico, y consumiendo OXGENO a una velocidad basal. Los experimentos se hacen en un medio definido, en AUSENCIA DE ADP. Pipeteando ADP que pueda fosforilarse en su totalidad y se consuma, se activa la PROTN ATPasa. Los protones volvern, en presencia de ADP, a entrar en la mitocondria. En lugar de ''respirar a una velocidad basal'', la cte- puede funcionar ms rpido y bombear ms protones para compensar la prdida de gradiente, aumentando la velocidad de consumo de oxgeno, lo que se observa grficamente. Slo hemos aadido una pequea cantidad de ADP. En el momento en que se agota, la ATPasa deja de funcionar y no reentran ms protones. Se construye de nuevo el gradiente electroqumico y se retoma una velocidad basal de consumo de oxgeno.Puede determinarse la cantidad de oxgeno extra que se necesita utilizar mientras an hay ADP en el medio, es decir, la cantidad de oxgeno que se necesita para fosforilarlo a ATP. La relacin entre los micromoles de ADP y los llamados ''micromoles de tomos de O'' constituyen la razn P/O. La razn vara en funcin del compuesto empleado.De este modo la razn con NADH es 3 (3ATP), con FADH2 es 2 (y se forman 2ATP) y con TMPD es 1 (1ATP).Estructura y funcionamiento de la protn ATPasaAl purificar la ATPasa se identifican fcilmente dos fracciones: F0 y F1, que corresponden a dos partes diferenciadas en estructuras y funcin (es la ordenacin que se ha dado experimentalmente): F0 est embebida en la mb interna mitocondrial, y lo ms importante es su SUBUNIDAD A y su estructura de alfa hlices, la SUBUNIDAD C. A este cilindro de subunidades se unen fuertemente otras dos, EPSYLON y GAMMA. Observamos en GAMMA 2 dedos protuberantes asimtricos. F1 presenta 3 dmeros de subunidades ALFA-BETA. Mirando la ATPasa desde arriba se observa la disposicin de los 3 dmeros, siendo cada uno una parte FUNCIONAL en la ATPasa, con un sitio cataltico para la sntesis e hidrlisis de ATP. Luego en la ATPasa HAY TRES SITIOS CATALTICOS.

La parte que sobresale hacia la matriz mitocondrial est sujeto por SUBUNIDADES D acompaadas de SUBUNIDADES DELTA. En 1994 se realiza la cristalografa de la protena, con el fin de proponer un modelo de su funcionamiento.Se cristaliza y purifica la protena en ausencia de reactivos y presencia de ADP y fosfato, as como disponerla en presencia de ATP. El problema de cristalizarlas con ATP es que ser fcilmente hidrolizado, suele emplearse un anlogo no hidrolizable del compuesto.Se obtuvo la estructura de la ATPasa con el pseudoATP unido y ADP y fosfato unidos. El modelo de funcionamiento propuesto fue un MODELO ROTATORIO: los dmeros podan encontrarse en distintas conformaciones:1. LAXA (loose): ADP y fosfato unidos.1. FUERTE (tight): ATP unido. 2. ABIERTA (open): dispuesta a unir ADP y fosfato.El mecanismo rotatorio mediante el cual los dmeros ALFA-BETA cambian de conformacin, no se debe al giro de los dmeros en s, al contrario que lo que propona la cristalografa.Lo que cambia en sentido giratorio es la CONFORMACIN, no se estn moviendo los dmeros, sino la SUBUNIDAD GAMMA que discurre POR DENTRO DEL CASQUETE. Como es irregular, cambia la conformacin de los dmeros alfa-beta a sus distintos estados.Hoy da est demostrado este modelo de rotacin.En este modelo rotatorio sin movimiento de los dmeros alfa-beta, fijo por las subunidades b, propone que el giro de las SUBUNIDADES C y por tanto EPSYLON y GAMMA dentro de los dmeros. La rotacin de los cilindros c es la CONEXIN DE LA TEORA QUIMIOSMTICA y el GRADIENTE ELECTROQUMIO DE PROTONES: el movimiento del barril de SUBUNIDADES C es provocado por la PROTONACIN y DESPROTONACIN de un residuo de glutamato dispuesto aprox. a mitad de altura de cada hlice c, dispuesto hacia el EXTERIOR.

Cmo pro y desp inducen movimiento?La subunidad A ha sido propuesta como un CANAL para los protones, hacindolos accesibles al glutamato de la subunidad C. Hacia abajo es el espacio intermembrana de la mitocondria, hacia dentro la MATRIZ.1. Entra un PROTN a travs de la subunidad A.2. Protona a un glutamamto de una subunidad C.3. Se da la ROTACIN DEL ANILLO en un paso (=espacio que ocupa una subunidad C). En mamferos sera un octavo, porque tenemos 8 CILINDROS C.4. Una nueva subunidad C (ya protonada) ha entrado en contacto con la A.5. El glutamato puede desprotonarse.6. La subunidad A permite que el protn entre en contacto con la MATRIZ.Para que se d el giro de 360, con 8 subunidades C en los mamferos, necesitaramos 8 protonaciones-desprotonaciones. Al dar una vuelta completa habramos sintetizado 3 ATP.En el caso de otros organismos con ms subunidades C, como las levaduras (10) se necesitaran ms protones.Este fue un modelo de rotacin que se demostr al purificar la ATPasa, aplicando distintas estrategias para hacerla funcionar. Tuvo que ser en modo de hidrlisis de ATP, ya que requerira mb, gradiente de protones... par actuar como sintasa. Se aadi a los dmeros alfa-beta unas colas de HISTIDINA, muy adhesivas. Se ancl as la ATPasa a una especie de ''soporte''. Para seguir su movimiento, se acopl al cilindro de subunidades C ESTREPTAVIDINA para poder observar su movimiento, que se una a una partcula metlica (posteriormente se emple una partcula fluorescente). Aadiendo ATP, si el mecanismo implica rotacin, la energa del ATP induce el cambio conformacional en los dmeros alfa-beta, dndose la rotacin de gamma y con ella del cilindro, y con ste el de la partcula (luego en sentido inverso a la sntesis de ATP).Con la tecnologa necesaria se film el giro de la partcula, con lo que se demostr el movimiento de la ATPasa. A elevada concentracin de ATP (2mM, relativamente alta), la ATPasa gira unas 200veces/s.El experimento a baja concentracin de ATP da lugar a un movimiento ms lento de la partcula y permite un mejor estudio de su posicin. El movimiento NO ES CONTINUO, da un giro de unos 120 y se detiene momentneamente. Por ello al representarlo sobre el papel se daba un ACMULO DE EVENTOS EN 3 POSICIONES, en las que la ATPasa se ha PARADO.Esto se interpreta como que la ATPasa se para porque requiere fracciones de segundo para llevar a cabo la reaccin de hidrlisis/sntesis de ATP.Con la secuenciacin de distintos organismos se ha observado la variacin de las subunidades C en las especies. JOHN WALKER public el COSTE REAL EN PROTONES DE UNA MOLCULA DE ATP.Bioqumicamente con un mol de NADH se generan 3 ATP y da lugar a 10 protones expulsados, aunque un giro de nuestra ATPasa slo requiera 8 protones. John Walker analiza numerosos organismos y concluye que cada ATP requiere 2,7 PROTONES POR ATP.Por qu entonces se gastan 10H+?No se debe a una falta de eficiencia. Para sintetizar ATP, adems del gradiente electroqumico de protones y la ATPasa se requiere la entrada de ADP y FOSFATO a la mitocondria. Cuando en la matriz mitocondrial se sintetiza ATP, ste se exporta al CITOPLASMA para que la clula lo emplee en lo que sea necesario. De aqu se justifica el exceso de protones, en las actividades de transporte.

La ADENINA NUCLETIDO TRANSLOCASA intercambia ADP por ATP, introduce ADP y exporta ATP. El ATP tiene una carga negativa de ms. Luego este movimiento de ANTIPORTE requiere SACAR UNA CARGA NEGATIVA. El exterior es ahora positivo y el interior es negativo por el bombeo de protones. Sacar la carga negativa supone un GASTO DEL POTENCIAL DE MEMBRANA, gastamos una carga y reducimos el gradiente.La FOSFATO TRANSLOCASA EJERCE ANTIPORTE DE FOSFATO E HIDROXILO. Meter un fosfato en la mitocondria, si se intercambia por hidroxilo, tiene un efecto en pH de haber perdido un PROTN del gradiente. Otro transportador de fosfato acta en modo de SIMPORTE para fosfatos con 2 cargas negativas. A su vez introduce dos protones del gradiente. Slo por el hecho de meter ADP y FOSFATO se produce un GASTO DEL GRADIENTE ELECTROQUMCO, lo que justifica los 10 protones que se bombean.

FOSFORILACIN OXIDATIVA: LANZADERAS NADH.En muchos pasos oxidativos del catabolismo en el citoplasma se genera la mayor parte de NADH, que hay que introducir en la mitocondria para emplearlo como poder reductor en la cte-. Se dispone para ello de dos sistemas de transporte, cuya funcin es TRANSLOCAR el NADH del cp a la matriz,1. Lanzadera del glicerol 3-P.La menos eficiente. Funciona por la presencia de la GLICEROL 3P-DESHIDROGENASA. Pasar de dihidroxiacetona fosfato a glicerol 3-P con esta enzima, que emplea FADH como cofactor genera FADH2 reducido, que ya podra ceder sus electrones a la COENZIMA Q. Sin embargo el rendimiento es bajo.

2. Lanzadera del malato aspartato.El malato es transportado al interior de la mitocondria, siendo intercambiado por el alfa cetoglutarato, que sale al exterior. El malato puede oxidarse a OXALACETATO, y empleando NAD mitocondrial generar NADH.Para no acumular malato dentro de la mitocondria, el oxalacetato es transformado a aspartato mientras que el GLUTAMATO se transforma en ALFA CETOGLUTARATO. Para glutamato y aspartato tenemos un transportador. El ASPARTATO sale, y una vez en el citoplasma el ASPARTATO se convierte en oxalacetato y el ALFA CETOGLUTARATO se convierte en GLUTAMATO.