Bueno, es importante entender qué es un “desacoplador” mitocondrial; lo que se necesita para “desacoplar”. O vaya al final para obtener una respuesta rápida.
Si desea probar esto, sin demasiada ayuda, eche un vistazo a la proteína termogenina (o UCP1 como la conocí cuando trabajé con ella), y no continúe leyendo.
Las mitocondrias tienen un papel en la producción de ATP, y esto es lo que nos interesa cuando hablamos de desacoplamiento. Aquí, es importante saber / recordar qué es lo que impulsa esta síntesis de ATP. Y, por supuesto, puede retroceder muchos pasos y decir que hay muchas cosas diferentes que lo impulsan. Pero la parte específica que nos interesa aquí, es el gradiente de protones. Esto es lo que impulsa directamente la ATP sintasa.
Entonces, un gradiente de protones (pH) a través de una membrana impulsa la síntesis de ATP. Para “desacoplar”, tenemos que disipar esto. Entonces, ¿qué se necesita para eso? Bueno, tenemos que mover protones a través de la membrana, reducir su gradiente electroquímico (proporcionan la fuerza impulsora, no necesitamos suministrar energía), sino alrededor de la ATP sintasa para que no se produzca ATP. Eso es lo que desacopla.
Entonces, ¿qué necesitamos para eso? Bueno, o necesitamos algo que pueda abrir un canal permeable al protón, o (y dadas las pequeñas moléculas de las que tenemos que elegir, esta es la interesante) algo que puede unir al protón y llevarlo a través de la membrana y liberarlo.
Ahora necesitamos saber cuál es el pH en cada lado de la membrana interna de la mitocondria (donde se encuentra la ATP sintasa). Soy un poco vago, así que solo miré una imagen en este libro, mostrando que es ~ 7 en el espacio intermembrana y ~ 8 en la matriz (pensé que era más bajo en el espacio intermembrana, podría estar equivocado, pero digamos que sí. Digamos que es 5. Eso hará que el experimento sea más fácil).
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Eso significa que para desacoplar necesita un compuesto que
- Es permeable a la membrana
- Puede unir y soltar una porción significativa de protones a pH 5 y pH 8, respectivamente.
¿Qué dice un pKa sobre la cantidad de compuesto con un protón unido a un determinado pH?
Bueno, el valor de pKa indica dónde el 50% del compuesto tendrá un protón unido.
pH = pKa + log ([base] / [ácido])
Con esto, podemos calcular la fracción ácido / base a cualquier pH. para pH 5 (usemos los compuestos 2, ya que no tenemos un pKa para el compuesto 1)
5 = 6 + log ([base] / [ácido]) => log ([base] / [ácido]) = -1 => ([base] / [ácido]) = 10 ^ -1 = 0.1
Entonces la gran mayoría tiene un límite de protones; está en la forma ácida. A la inversa para pH 8
8 = 6 + log ([base] / [ácido]) => log ([base] / [ácido]) = 3 => ([base] / [ácido]) = 10 ^ 3 = 1000
Entonces, la gran mayoría está en la forma base, sin un límite de protones. Eso significa que el compuesto (2) ‘captará’ un protón en el espacio intermembrana, luego cruzará la membrana (siempre que sea permeable a la membrana), liberará el protón en la matriz, luego se difundirá de nuevo, captará un nuevo protón, etc. Así, la ‘energía’ del gradiente de protones se dispersa sin producir ATP; el movimiento de protones a través de la membrana está desacoplado de la síntesis de ATP.
Entonces 2. El compuesto 2 es la respuesta. Siempre que pueda difundir (o en otro ser cruzado) la membrana.
