¿cómo funciona el metabolismo vectorial? fisicoquímica de los acarreadores antiport

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¿Cómo funciona el metabolismo ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiparalelos Fisicoquímica de los acarreadores antiparalelos o antiport o antiport Dr Raúl Alva García Dr Raúl Alva García Biofisicoquímico Biofisicoquímico [email protected] [email protected] http://investigacion.izt.uam.mx http://investigacion.izt.uam.mx /alva/ /alva/ Universidad Autónoma Universidad Autónoma Metropolitana Metropolitana Unidad Iztapalapa Unidad Iztapalapa

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Seminario en Ciencias Físicas, UNAM, sobre la biofísica del transporte de iones en membranas biológicas catalizado por ionóforos y osmoenzimas y su relevancia evolutiva.

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Page 1: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

¿Cómo funciona el metabolismo vectorial?¿Cómo funciona el metabolismo vectorial?Fisicoquímica de los acarreadores antiparalelos o antiportFisicoquímica de los acarreadores antiparalelos o antiport

Dr Raúl Alva GarcíaDr Raúl Alva GarcíaBiofisicoquímicoBiofisicoquímico

[email protected] [email protected] http://investigacion.izt.uam.mx/alva/http://investigacion.izt.uam.mx/alva/

Universidad Autónoma MetropolitanaUniversidad Autónoma MetropolitanaUnidad IztapalapaUnidad Iztapalapa

Page 2: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

Teoría Quimiosmótica 1961

"In the exact sciences, cause and effect are no more than events "In the exact sciences, cause and effect are no more than events linked in sequence. . . if the processes that we call metabolism and linked in sequence. . . if the processes that we call metabolism and transport represent events in a sequence, not only can metabolism transport represent events in a sequence, not only can metabolism be the cause of transport, but also transport can be the cause of be the cause of transport, but also transport can be the cause of metabolism"metabolism"

Peter Mitchell, Peter Mitchell, NatureNature, 1961, 1961

Page 3: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

Los primeros ionóforosLos primeros ionóforos

Page 4: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

... el problema central ... el problema central de la fosforilación de la fosforilación acoplada a la oxidación y acoplada a la oxidación y el transporte de iones el transporte de iones [...] había sido, al fin, [...] había sido, al fin, resueltoresuelto

Efraim RackerEfraim Racker

Con la Teoría Quimiosmótica...Con la Teoría Quimiosmótica...

Page 5: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

The Nobel Prize in Chemistry 1978The Nobel Prize in Chemistry 1978Peter MitchellPeter Mitchell

"for his contribution to the "for his contribution to the understanding of biological energy understanding of biological energy transfer through the formulation of transfer through the formulation of

the chemiosmotic theory"the chemiosmotic theory"

Page 6: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

Ionóforos sintéticosIonóforos sintéticos

Page 7: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

Flexibilidad iónica-estructuralFlexibilidad iónica-estructural

Page 8: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

La flexibilidad iónica-estructural de los La flexibilidad iónica-estructural de los poliéteres corona son fundamento poliéteres corona son fundamento

para la nanociencia y la para la nanociencia y la nanotecnologíananotecnología

Page 9: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

La llave ya no abre...La llave ya no abre...

La función de las osmoenzimas depende de su La función de las osmoenzimas depende de su flexibilidad estructural y su variable afinidad flexibilidad estructural y su variable afinidad iónica regulada por factores fisicoquímicos iónica regulada por factores fisicoquímicos intrínsecos y ambientales, así como una intrínsecos y ambientales, así como una manopla de baseball puede tomar pelotas de manopla de baseball puede tomar pelotas de distinto tamaño...distinto tamaño...

Page 10: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

La fisicoquímica de las osmoenzimasLa fisicoquímica de las osmoenzimas

JJii = f(pH = f(pHambamb, pK, pKaa, a, aii, , aeaeii, , EE°°ii, r, rii, q, qii, [A], [A]mm, F, FAA, , AA, K, Kss, Cp, CpLL, D, DLL, , mm, K, Kdd))

regula la translocación iónica catalizadaregula la translocación iónica catalizada

Page 11: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

Antiporters por todos lados...Antiporters por todos lados...

Page 12: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

Antiporters NaAntiporters Na++/H/H++

Page 13: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

¿Cómo funcionan los antiporters?¿Cómo funcionan los antiporters?

Page 14: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

Alineado de secuencias de NHE...Alineado de secuencias de NHE...

Page 15: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

muestra divergencia evolutivamuestra divergencia evolutiva

Page 16: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

Ésta y la Ésta y la convergencia evolutiva...convergencia evolutiva...

Page 17: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

...dependen de la estructura-función...dependen de la estructura-función

Page 18: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

Revisión crítica de paradigmasRevisión crítica de paradigmas

Page 19: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

Lo que sigue...Lo que sigue...

es la revisión del mayor número de antiporters NHE proteicos existentes en la literatura (http://www.nih.nlm.ncbi.gov); alineamiento y búsqueda de homologías químicas y analogías fisicoquímicas de residuos, lo que sugerirá vías evolutivas divergentes o convergentes que cumplan la relación estructura-actividad.

El criterio que orienta esta hipótesis es el principio de Occam.

Page 20: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

docencia, difusión de la ciencia...docencia, difusión de la ciencia...

Page 21: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

responsabilidad ante la sociedadresponsabilidad ante la sociedad

Page 22: ¿Cómo funciona el metabolismo vectorial? Fisicoquímica de los acarreadores antiport

... y las siguientes generaciones...... y las siguientes generaciones...

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Dr Raúl Alva GarcíaDr Raúl Alva GarcíaBiofisicoquímicoBiofisicoquímico

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