LOS VENENOS DE LA CADENA RESPIRATORIA
Inhibidores de la cadena respiratoria Qué hacen Estructura Fuentes de obtención Modos de acción • • • •
El amital (barbiturato), la rotenona (producto vegetal utilizado frecuentemente como insecticida) y el antibiótico piericidina A inhiben el flujo electrónico desde los centros Fe-S a la ubiquinona (Tabla 18-4).
Rotenona (toxina de origen vegetal usada por los indios amazónicos para envenenar peces y que también se usa como insecticida)
Amital (un barbitúrico)
Antimicina A (un antibiótico)
Cianuro
INHIBIDORES POR COMPLEJO Complejo I Rotenona o Amital (inhibición de la oxidación ligada al NAD+)
Complejo II Complejo III Antimicina A (inhibe la oxidación ligada al FAD) Complejo IV Cianuro (
Compuest o
Lugar de inhibición
Tipo de interferencia
Modo de acción
Rotenona Complejo I Piericidina A Amital
Inhibición de la transferencia electrónica
Impiden la transferencia electrónica desde un centro Fe-S a la ubiquinona
Carboxina TTFA Malonato Antimicina A BAL
Complejo III
Inhibición de la transferencia electrónica
CO Complejo IV Cianuro Ác. Sulfhídrico Azida sódica Oligomicina
Inhibición de la transferencia electrónica
Bloquea la transferencia electrónica desde el citocromo b al citocromo c1 Inhiben la citocromo oxidasa
Complejo II
Atractilósido No específico de lugar
Inhibición de la ATP sintasa Inhibición del intercambio ATPADP
Inhiben F1 y CF1 Inhibe la adenina nucleótido translocasa
INHIBIDORES: Rotenona: insecticida de origen vegetal, bloquea el flujo de
electrones desde el NADH a la CoQ Amital: barbitúrico que bloquea el flujo de electrones desde el NADH a la CoQ Piericidina A: antibiótico. Bloquea el flujo de electrones desde el NADH a la CoQ Antimicina A: antibiótico de Streptomyces. Bloquea el flujo de electrones entre CoQ y cit b Cianuro, azida y monóxido de carbono: actúan sobre la citocromo oxidasa
DESACOPLADORES: Dinitrofenol (DNP) y carbonilcianida-ptrifluorometoxifenilhidrazona (FCCP): desacoplantes, ácidos
débiles con propiedades hidrofóbicas que les permite difundir a través de las membranas mitocondriales. En la matriz liberan protones, y disminuyen el gradiente formado por la cadena respiratoria. Ionóforos: ej. Valomicina, permiten a los iones inorgánicos atravesar
la membrana y desacoplan la cadena de transferencia de electrones desde la fosforilación oxidativa disipando la contribución eléctrica y el gradiente electroquímico a través de la membrana mitocondrial. PARA AYUDAR A COMPRENDER LA CADENA RESPIRATORIA
INTERMEDIARIO DE LA CADENA
NOMBRE/COMPONENTES
Complejo I
NADH Deshidrogenasa
Complejo II
Succinato deshidrogenasa o Succinato-coenzima Q reductasa
Coenzima Q-10 CoQ Ubiquinona
Complejo III
Citocromo C -coenzima Q oxidorreductasa
Complejo IV
Citocromo Oxidasa
Complejo V
ATP sintasa
COMENTARIO
Esta es una enzima compleja , que contiene un grupo FMN , cuya estructura es similar al FAD; Esta porción de la enzima es la responsable de recibir los electrones del NADH. también posee un centro constituido por Hierro (Fe) y Azufre (S), que participa en la transferencia de electrones hacia el próximo intermediario de la cadena, la coenzima Q Este complejo es responsable de la oxidación del succinato en el ciclo de Krebs por medio del FAD, dentro el mismo complejo la coenzima FAD reducida (FADH2) entrega el par de electrones al centro activo Ferro-sulfurado similar al del complejo I, el cual también entrega los electrones a la coenzima Q Es una coenzima Liposoluble, que contiene un anillo cíclico de seis miembros Este es un sistema multienzimático cuyos centros activos se conocen como : Citocromo b, citocromo c1 y la proteína de Rieske ( que contiene un grupo Fe-S) Esta enzima es la responsable de entregar los electrones de la cadena a su aceptor final que es la molécula de oxígeno. Esta enzima es la responsable de la síntesis directa del ATP. La membrana interna de la mitocondria posee millones de estas enzimas que se pueden apreciar como pequeñas esferas que sobresalen desde su pared interna.
Los inhibidores que bloquean específicamente los transportadores de electrones han proporcionado información muy valiosa sobre su secuencia en la cadena respiratoria. La rotenona (un insecticida), el
amital (barbiturato) y la piericidina (un antibiótico parecido a la ubiquinona) bloquean el transporte de electrones entre el NADH y la ubiquinona. Se cree que estos compuestos actúan sobre la NADH coenzima Q reductasa (NADH-deshidrogenasa). La antimicina A bloquea el transporte de electrones entre el citocromo b y c. El cianuro, sulfuro dehidrógeno y el monóxido de carbono bloquean el transporte entre el complejo citocromótico aa3 y el oxígeno. El sitio de acción de esos inhibidores se ha determinado por medidas espectrofotométricas de los estados de óxido-reducción de los transportadores antes y después de la adición del inhibidor a mitocondrias en activa respiración.
Monóxido de Carbono -- se combina directamente con
la citocromo oxidasa terminal, y bloque la entrada de oxígeno a la misma.
Cianuro
(CN-) se pega al hierro del citocromo e impide la transferen cia de electrones.
Inhibidores del CIII
Antimicina A: antibiótico de Streptomyces que bloque el flujo electrónico en el CIII desde el cit bH a la Q. Se une a la posición Qn, cerca del hemo bH por el lado de la matriz. Mioxitiazol: previene el flujo de electrones desde CoQH 2 a la proteína Rieske en el CIII. Se une al sitio Qp, cerca del centro Rieske y del hemo bL por el lado intermembranar de la membrana interna.. Inhibidores del CIV
Cianuro, azida y monóxido de carbono: Actúan sobre la citocromo oxidasa. Cianuro y azida reaccionan con la forma oxidada del citocromo objeto y el CO con la forma reducida.
http://www.unizar.es/departamentos/bioquimica_biologia/docencia/Bio fvirtual/Tema-FO/FO.htm libro google: inhibidores que bloquean el transporte electrónico: rotenona: insecticida utilizado frecuentemente, se fija de manera estequiométrica al complejo I impidiendo la reducción de la ubiquinona
Otros agentes como la piericidina, el amital y otros barbituratos también inhiben el complejo I al impedir la transferencia de electrones desde los centros ferrosulfurados a la ubiquinona. El complejo II es inhibido por la carboxina y la teniltrifluoroacetona (TTFA), así como por el malonato, que actúa como inhibidor competitivo del sustrato succinato. La antimicina inhibe la transferencia electrónica a través del complejo III, complejo citocromo bc1, al unirse al sitio Qi y bloquear la transferencia de electrones desde el hemo de alto potencial b H a la ubiquinona. Otros antibióticos tales como el mixotiazol y la estigmatelina, inhiben la transferencia de electrones a través del complejo III al unirse al sitio Q O y bloquear la transferencia de electrones desde el ubiquinol al centro 2Fe2S de la proteína ferrosulfurada. El complejo IV es inhibido por cianuro, azida (N3-) y monóxido de carbono. El cianuro y la azida se unen fuertemente a la forma oxidada del hemo a 3 (Fe3+) e impiden la transferencia de electrones desde el hemo a al centro binuclear. Por el contrario, el monóxido de carbono se une a la forma reducida del hemo a3 (Fe2+) competitivamente con el O 2, con lo que impide la transferencia de electrones al oxígeno. De ahí que la inhibición del transporte electrónico mitocondrial perjudique la función de generación de energía de la fosforilación oxidativa, lo que conduce a la muerte del organismo. Fe-S CoQ rotenona y amital Cit b Fe-S antimicina A Cit a3 Cianuro, azida, monóxido de carbono Mathews El cianuro y la azida reaccionan con la forma oxidada del citocromo objetivo y el CO reacciona con la forma reducida...
