Fosforilación oxidativa
From Wikipedia, the free encyclopedia
A fosforilación oxidativa (ou oxidante) é a produción de ATP no encima ATP sintase da membrana mitocondrial interna e as membranas bacterianas, que aproveita a enerxía liberada na cadea de transporte electrónico procedente dos nutrientes oxidados na célula. Outros procesos celulares de produción de ATP, como a fosforilación a nivel de substrato producen cantidades de ATP moito menores. Calcúlase que ata o 90% da enerxía celular en forma de ATP se obtén por medio da fosforilación oxidativa.[1]. A fotofosforilación da fase luminosa da fotosíntese funciona dun xeito moi similar á fosforilación oxidativa.
Unha fase previa á fosforilación oxidativa é a xeración dun gradiente de protóns: a enerxía libre xerada en reaccións químicas redox en varios complexos multiproteicos, chamados en conxunto cadea de transporte electrónico, emprégase para producir, por diversos procedementos, como bombeo de protóns, ciclos quinona/quinol ou bucles redox, un gradiente electroquímico de protóns a través dunha membrana celular (membrana mitocondrial interna ou membrana bacteriana) asociada a un proceso chamado quimiosmose. A cadea respiratoria está formada por tres complexos de proteínas principais (NADH deshidroxenase ou complexo I, coencima Q-citocromo c redutase ou complexo III, citocromo c oxidase ou complexo IV), e varios complexos "auxiliares", utilizando unha variedade de doantes e aceptores de electróns.
A enerxía potencial deste gradiente, chamada forza protón-motriz, libérase durante a fosforilación oxidativa cando se translocan os protóns a través dunha canle pasiva, o encima ATP sintase, e utilízase na adición dun grupo fosfato a unha molécula de ADP para almacenar parte desa enerxía potencial nos enlaces anhidro "de alta enerxía" da molécula de adenosín trifosfato (ATP) por medio dun cambio conformacional do encima no que se produce a rotación dunha parte do encima a medida que flúen os protóns a través dela. En vertebrados, e posiblemente en todo o reino animal, o encima xera un ATP por cada 2,7 protóns translocados aproximadamente. Algúns organismos teñen ATP sintases cun rendemento menor.
Aínda que as diversas formas de vida utilizan unha gran variedade de nutrientes, case todas realizan a fosforilación oxidativa para producir ATP, a molécula que fornece de enerxía ao metabolismo. Esta vía está tan estendida entre os seres vivos debido a que é unha forma moi eficaz de liberación de enerxía, en comparación cos procesos alternativos de fermentación, como a glicólise anaeróbica, moito menos rendible.
A pesar de que a fosforilación oxidativa é unha parte vital do metabolismo, produce unha pequena proporción de especies reactivas do osíxeno tales como superóxido e peróxido de hidróxeno, o que leva á proliferación de radicais libres, provocando danos celulares, contribuíndo a enfermidades e, posiblemente, ao envellecemento. Porén, os radicais teñen un importante papel na transdución de sinais na célula, e posiblemente na formación de enlaces disulfuro nas propias proteínas da membrana mitocondrial interna. Os encimas que levan a cabo esta vía metabólica son branco de moitas drogas e produtos tóxicos que inhiben a súa actividade.