Los cambios de de pH que se presentaron son debido a la ATPasa tipo P bombea K+ y protones en la membrana plasmática, bombea estos últimos del citosol hacia afuera de la célula  estableciendo una diferencia electroquímica hasta 2 unidades de pH  y 250 mV a través de la membrana plasmática.  La ATP-sintasa mitocondrial (en la membrana interna) cataliza la formación de ATP a partir de ADP + Pi,

acompañada por el flujo de protones desde el espacio intermembrana a la matriz mitocondrial, al agregar el inhibidor, se bloquea la síntesis de ATP y la respiración. El dinitrofenol, actúa como desacoplante, ya que permite que continúe la respiración sin síntesis de ATP. Entonces los protones quedan en el citosol y la ATPasa tipo P los bombea afuera de la célula.

Inhibidores y desacopladores

 

El cianuro y el monóxido de carbono (CO) inhibe el complejo IV (citocromo c-oxidasa). Dado que el complejo IV es el que pone fin a la cadena de trasporte de electrones, su inhibición es crucial. Todos los componentes que preceden al complejo IV, se reducen, el oxígeno no puede reducirse, ninguno de los complejos es capaz de bombear protones, ni se sintetiza ATP. No hay gradiente de protones, por lo que no tiene efecto de los desacoplantes. El cianuro y el monóxido de carbono también se fijan a la hemoglobina, que no puede transportar oxígeno. En estas intoxicaciones se altera la capacidad de trasporte de oxígeno y también la capacidad de síntesis de ATP. En el tratamiento de este tipo de intoccicaciones se utiliza la administración de oxigeno.^[1]

El 2,4- dinitrofenol (DNP) es un trasportador de protones lipofílico, que puede difundir libremente a través de la membrana mitocondrial interna. Trasnporta protones a través de la membrana, disipando el gradiente de protones. El resultado de esto es una disminución del flujo de protones a través de la ATPsintasa y, asi, una disminución de la producción de ATP. El trasporte de protones se produce con normalidad pero sin la producción de ATP. La energía liberada  es en forma de calor.^[2]

ATPasa y ATPsintasa

 

A nivel de la membrana plasmática, las levaduras tienen una ATPasa de H+ que acopla la hidrólisis del ATP con el bombeo de protones hacia afuera de la célula.  Esta proteína es semejante desde un  punto de vista estructural y funcional a la ATPasa de Na+/K+ de las células animales y, al igual que la bomba de sodio/potasio, se inhibe con concentraciones micromolares de vanadato. Como resultado de la actividad de la ATPasa de H+ en la levadura, se genera un gradiente electroquímico de  protones que se utiliza para impulsar el transporte de nutrientes al interior de la célula, proceso catalizado por sistemas de transporte llamados simportadores o uniportadores. ^[3]

Además de esta ATPasa de H+ de la membrana plasmática, las levaduras tienen otra bomba de protones en la membrana interna de las mitocondrias, la ATP sintasa, que se encarga de la síntesis  del ATP.  En contraste con la enzima de membrana plasmática, el flujo de protones a través de la ATP sintasa induce la síntesis de ATP. Uno de los inhibidores más efectivos de esta enzima es la oligomicina. Así, se puede proponer uno de los muchos ciclos en los que interviene el ATP en la levadura: por un lado, el ATP se sintetiza en la mitocondria por medio de la ATP sintasa, y a nivel de la membrana plasmática, la ATPasa de H+ lo hidroliza para bombear protones al exterior de la

célula. El factor común en ambos casos es un flujo de protones a través de la membrana. ^[4]