Bioquímica y fisiología: acceso abierto

Abstracto

El mecanismo electromecánico de la síntesis de ATP en presencia de concentraciones in vivo de oxígeno

Baltazar D. Reynafarje

La síntesis de ATP es, sin duda, el fenómeno más importante que se produce en los organismos vivos. Los siguientes hechos determinados experimentalmente son significativos desde el punto de vista mecanístico: 1) La síntesis neta de ATP sólo se produce durante el proceso respiratorio extremadamente rápido en el que el citocromo aa3 sufre una oxidación neta. 2) Los procesos hiperbólicos de flujo de electrones y reducción de O2 a agua preceden al proceso sigmoideo de síntesis de ATP. 3) El proceso exergónico de consumo de O2 controla el nivel de ADP y el proceso endergónico de síntesis de ATP, no al revés. 4) La extensión y las tasas de flujo de electrones y de captación de O2 son las mismas en presencia o ausencia de ADP. 5) Las tasas de captación de O2 y de síntesis de ATP son órdenes de magnitud superiores en presencia de niveles in vivo de O2 que en condiciones metabólicas de estado 3 en presencia de ~230 μM de O2. 6) La KM del citocromo aa3 para el O2 es cercana a 30 μM, no por debajo de 0,5 μM. 7) La relación ATP/O no es constante, sino que cambia de cerca de cero a 3,4 exquisitamente dependiendo del potencial redox y de las concentraciones relativas de citocromo aa3, O2 y ADP. 8) La eyección neta de H+ sólo ocurre durante la reducción del citocromo aa3 y la fase lenta de captación de O2. Se concluye que la energía libre responsable de la síntesis de ATP no es la fuerza protonmotriz sino los cambios estructurales que inducidos por el flujo de electrones ocurren a niveles del citocromo aa3 y de la ATP sintasa.