Q11.2. Oxidación biológica y coenzimas redox
El metabolismo extrae energía moviendo electrones. NAD+, FAD y coenzimas relacionadas convierten oxidaciones orgánicas en poder reductor utilizable.
Objetivos de aprendizaje
- Definir oxidación y reducción en biomoléculas.
- Distinguir NAD+/NADH y FAD/FADH2.
- Relacionar potencial redox con Delta G.
- Reconocer coenzimas en rutas metabólicas.
Mapa del capítulo
Oxidación en química biológica
Oxidar no significa solamente agregar oxígeno: significa perder electrones, a menudo como hidruro o equivalentes de hidrógeno. Reducir significa ganar electrones. La oxidación de combustibles como glucosa o ácidos grasos se conserva en coenzimas reducidas antes de transformarse en ATP.
NAD y NADP
NAD+ acepta un hidruro y se reduce a NADH. Suele participar en catabolismo, llevando electrones hacia la cadena respiratoria. NADPH, químicamente parecido, se usa más en biosíntesis reductora y defensa antioxidante. La célula mantiene razones NAD+/NADH y NADP+/NADPH distintas para separar funciones.
FAD y centros redox
FAD puede aceptar uno o dos electrones y participar en pasos donde se forman dobles enlaces o radicales estabilizados. Al estar a menudo unido fuertemente a enzimas, actúa como grupo prostético. Centros hierro-azufre, hemo y quinonas completan la red de transferencia electrónica.
Potenciales y energía
La energía disponible al transferir electrones depende de la diferencia de potencial redox: Delta G = -nF Delta E. Electrones fluyen termodinámicamente desde donadores con menor potencial hacia aceptores con mayor potencial. En la célula, las proteínas ordenan esa caída para capturar parte de la energía.
Ejemplo trabajado de lectura metabólica
La lactato deshidrogenasa reduce piruvato a lactato oxidando NADH a NAD+. En anaerobiosis, esto regenera NAD+ para que la glucólisis continúe.
Errores frecuentes y cómo evitarlos
| Error | Corrección conceptual |
|---|---|
| Confundir NADH con ATP | NADH porta electrones; ATP transfiere fosforilo. |
| Pensar que NADPH y NADH son intercambiables | La célula los mantiene en circuitos funcionales distintos. |
| Olvidar el signo de Delta E | La dirección redox se interpreta con Delta G = -nF Delta E. |
Autoevaluación
- ¿Qué transporta NADH?
- Distingue NADH y NADPH.
- Relaciona potencial redox con energía libre.