¿Por qué el citoplasma es un ambiente reductor?

Una muy buena pregunta, que no me había preguntado anteriormente (¡increíble lo que das por sentado!)

Resulta que el entorno reductor está regulado principalmente por enzimas reductoras especiales. Estos regulan el equilibrio redox en el citosol manteniendo las especies de oxígeno reactivo (ROS) a niveles muy bajos.

Una de las enzimas se llama glutatión reductasa, que cataliza la reducción de disulfuro de glutatión a glutatión antiguo simple, que es importante para minimizar el estrés oxidativo y mantener el entorno reductor del citosol. El equilibrio entre estas dos moléculas parece ser clave para la homeosis redox citosólica.

Otras enzimas funcionan al eliminar las ROS y los productos de oxidación del citosol. Las enzimas incluyen tanto tiol como no tiol: por ejemplo, superóxido dismutasa y alquilperoxidasas dependientes de tioredoxina.

También es importante tener en cuenta que la regulación redox citosólica también depende de las regulaciones redox de otros compartimentos celulares, es decir, las mitocondrias. A su vez, el citosol probablemente desempeña un papel clave en la regulación de los compartimentos.

Gracias por el A2A.

Editar – un interesante documento de código abierto sobre el tema aquí: características redox del citosol eucariótico

Además de los detalles mecánicos proporcionados por Robin, que responden a la pregunta de cómo se mantiene el entorno reductor, creo que la pregunta también tiene otra respuesta importante sobre por qué debe reducirse en primer lugar. El objetivo de todo el metabolismo es generar un gradiente en los potenciales redox entre el lugar donde se desarrolla el metabolismo y el exterior del compartimento. Esto es esencial porque la ATP sintasa básicamente usa gradientes de protones para generar el ATP. En las bacterias, la célula completa es básicamente solo citoplasma, y ​​la diferencia redox es necesaria entre la célula y el exterior, y por lo tanto todo el interior bacteriano se está reduciendo (de ahí la falta de enlaces disulfuro en las proteínas de E. coli). En eucariotas, la diferencia de potencial debe ser entre las mitocondrias y el citoplasma ya que la mayor producción de energía ocurre en las mitocondrias por lo general (las excepciones son muchas, por ejemplo, las células cancerosas tienen casi 50-50). La mitocondria es oxidativa, ya que esencialmente estás quemando el carbono para producir CO2. Por lo tanto, para generar un buen gradiente redox, el citosol es reductivo.