¿A dónde va el hidrógeno durante la glucólisis?

Mire esta figura de la glucólisis que muestra las estructuras de los intermedios.

Durante la fosforilación, el oxígeno del grupo hidroxilo pierde un protón y se convierte en un nucleófilo con carga negativa necesario para el mecanismo de reacción. Se producen dos fosforilaciones, primero produciendo glucosa-6-fosfato, luego produciendo fructosa-1,6, bisfosfato. 2 El hidrógeno está “perdido” aquí hasta ahora. Se produce la escisión de fructosa-1,6-bisfosfato, produciendo fosfato de dihidroxiacetona y gliceraldehído-3-fosfato, siendo el primero isomerizado en este último. Entonces tenemos 2 gliceraldehído-3-fosfato ahora cada uno con 5 hidrógeno. Se someten a oxidación en 1,3-bisfosfoglicerato, NAD + acepta un ion hidruro aquí. La reacción ocurre dos veces, entonces 2 hidrógenos más “perdieron”. Finalmente, la reacción que conduce del 2-fosfoglicerato al fosfoenolpiruvato implica la pérdida de agua para formar el doble enlace. El fosfoenolpiruvato que tiene 2 hidrógenos luego dona su grupo fosforilo a ADP, luego se tautomeriza en la forma ceto de piruvato con un protón que se agrega al doble enlace. La tautemerización de Enol-Keto implica el movimiento de hidrógeno. Ahora tenemos 2 moléculas de piruvato, cada una con 3 hidrógenos (o 4 si desea protonar el grupo ácido carboxílico).

Mi consejo es mirar la ruta completa, concentrándome en las estructuras y tipos de reacciones involucradas en lugar de preocuparme por las fórmulas químicas. El hidrógeno en forma de protones se gana o pierde fácilmente como parte de muchos mecanismos de reacción.

TL; DR versión:

  1. La fosforilación implica la pérdida de iones de hidrógeno como parte del mecanismo de reacción
  2. La oxidación por una deshidrogenasa elimina un ion hidruro.
  3. Las reacciones de deshidratación implican la pérdida de 2 hidrógenos, uno en forma de OH- y el otro H +.
  4. La desfosforilación que resulta en un grupo hidroxilo implica la ganancia de un protón.

Cuando [math] NAD ^ + [/ math] se reduce a [math] NADH + H ^ + [/ math], se utilizan dos átomos de hidrógeno. Uno se une a [math] NAD ^ + [/ math] [math] [/ math] para formar [math] NADH [/ math], el otro toma la carga positiva de [math] NAD ^ + [/ math] y se convierte en [matemática] H ^ + [/ math] [math]. [/ math]

[matemáticas] NAD ^ + + 2 H \ rightarrow NADH + H ^ + [/ math]

Aquí está la ecuación balanceada para la glucólisis a piruvato:

[matemáticas] C_6H_ {12} O_6 + 2 NAD ^ + \ rightarrow 2 CH_3COCOOH + 2NADH + 2 H ^ + [/ math]

Los iones H + se mueven en el espacio de la membrana interna de las mitocondrias por la cadena de transporte de electrones. Allí proporcionan gradiente electroquímico suficiente y cuando el H + viaja desde el complejo f0-f1, dará lugar a la rotación del complejo rotatorio en f1 y el ADP (que se une a la región de unión ADP en el f0 del complejo) se convertirá en ATP . es decir, la energía potencial en forma de gradiente electroquímico se convierte en energía de enlace químico.

Respuesta: 1) El hidrógeno del compuesto oxidante (intermedio) se usa para reducir el NADP y formar un equivalente reductor de NADPH + H.

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