Cadeia Transportadora de Elétrons e Fosforilação Oxidativa

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Cadeia Transportadora de Elétrons e 
Fosforilação Oxidativa 
METABOLISMO AÉROBIO 
 
- Esse conjunto de acontecimentos só funcionam na presença 
de oxigênio, só acontece em células que possuem 
mitocôndria 
- Anatomia da mitocôndria: 
 
Ciclo de Krebs e descarboxilação do piruvato (formação do 
acetil-coA) acontece na matriz mitocondrial 
A cadeia transportadora de elétrons ocorre na crista 
mitocondrial que fica na membrana interna da mitocôndria 
CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS 
- A cadeia transportadora de elétrons reoxida NADH e FADH2, 
ela é responsável por retirar elétrons do NADH e FADH2, os 
quais são reoxidados a NAD+ e FAD 
- O aceptor final da cadeia é o oxigênio (O2), aceptor de 
elétrons, recebe os elétrons provenientes da reoxidação do 
NADH e FADH2 
 
 
- Em laranja são os complexos da cadeia de transporte de 
elétrons (complexos 1,2,3 e 4) e em rosa a ATP sintase 
(complexo 5), estão na membrana mitocondrial interna 
 
- O complexo I (NADH-desidrogenase) é responsável por 
reoxidar o NADH, retira os elétrons e prótons do NADH para 
reoxidar em NAD+ e os elétrons são transferidos para a 
coenzima móvel (coenzima Q - ubiquinona) que está 
localizada na membrana mitocondrial interna, essa coenzima 
transfere os elétrons para o complexo III, e esse complexo 
leva os elétrons ao citocromo C, o qual encaminha os elétrons 
para o complexo IV, os elétrons passam pelo complexo IV até 
chegar no O2 (aceptor final dos elétrons) 
- O complexo II (FADH2-desidrogenase) é responsável por 
reoxidar o FADH2, retira elétrons e reoxida ele a FAD, a 
coenzima Q busca os elétrons que foram retirados e transfere 
para o complexo III, para o citocromo C e esse leva ao 
complexo IV, o qual vai encaminhar para o aceptor final de 
elétrons (O2) 
Complexo Q é o ponto de convergência dos elétrons que vem 
do complexo I e do complexo II 
- A medida que esses elétrons são transportados por esses 
complexos para chegar no oxigênio, os elétrons fornecem 
energia para os complexos bombear prótons da matriz 
mitocondrial para o espaço intermembranar, o acúmulo de 
prótons nesse espaço cria um gradiente eletroquímico (ou de 
prótons ou quimiosmótico), esses prótons vão querer voltar 
para a matriz mitocondrial através de uma força protomotriz, 
eles vão voltar pela ATP sintase (também pode ser chamado 
de complexo V), os prótons ao passar por dentro dessa ATP 
sintase fazem ela girar, produzindo ATP, a partir da 
fosforilação de uma molécula de ADP, transformando-a em 
ATP. 
OBS: os prótons só tem como retornar pela ATP sintase 
formando ATP, porque a matriz mitocondrial é impermeável 
aos prótons (H+). 
OBS2: Se por acaso a crista mitocondrial (membrana interna) 
fosse mais permeável ao H+, o que aconteceria? Aumento da 
formação de H2O, uma vez que quanto mais H+ retorna à 
matriz mitocondrial mais hidrogênio temos disponível para 
formação de H2O. Além disso, teria redução da formação de 
ATP, já que a ATP-sintase depende do gradiente 
eletroquímico de H+. Ocorre redução do PH da matriz 
mitocondrial e aumenta os níveis de fosfato inorgânico 
devido a redução da síntese de ATP. 
- A molécula de oxigênio (aceptor final de elétrons) ao 
receber os prótons e elétrons, se converte em água. 
 
 
OBS: Quando os elétrons vêm de FADH2 só dois complexos 
(III e IV) bombeiam prótons 
 
Quando os elétrons vêm de NADH três complexos (I, III e IV) 
bombeiam prótons 
 
Por isso o NADH gera mais ATP, porque bombeia mais 
prótons. 
OBS 2: O complexo 2 não bombeiam prótons, esse complexo 
só e utilizado pelo FADH2 para mandar elétrons para a 
coenzima Q e essa coenzima transportar os elétrons para os 
demais complexos (III e IV) e esses complexos bombear 
prótons. Ou seja, esse complexo não altera o PH do espaço 
intermebranar. 
 
INIBIDORES DA CADEIA 
O CO (monóxido de carbono) e Cianeto inibe a cadeia 
respiratória e transportadora de elétrons, além de diminuir a 
oxigenação dos tecidos por se ligar a hemoglobina com maior 
afinidade. Além disso, com a parada do movimento de 
elétrons, o bombeamento de H+ também cessa e, 
consequentemente, a síntese acoplada de ATP também por 
conta da diminuição do gradiente de H+. 
Inibidores: Monóxido de carbono (CO), cianeto (CN) e 
dinitrofenol (desacoplador da cadeia transportadora de 
elétrons) 
Cianeto e Monóxido (CO) se ligam no complexo IV, inibindo-
o. Os elétrons não chegam no O2, o oxigênio que é aceptor 
final de elétrons não vai capturar os elétrons. Consequências 
disso: menor oferta de oxigênio nos tecidos -> hipoxia 
tecidual. 
Inibição do complexo 3 e 4: acumulo de NADH pois não 
consegue reoxidar -> inibe o ciclo de Krebs e a cadeia 
transportadora de elétrons -> morte dos indivíduos devido 
hipoxia tecidual e falta de ATP 
No complexo 3 e 4 há o grupo prostético Heme, o CO vai se 
ligar ao grupo Heme. 
Rotenona -> inibe complexo 1, mas não inibe o complexo 2 
(há reoxidação do FAD) 
Dinitrofenol -> desacopla a cadeia de transporte de elétrons, 
cria um caminho alternativo pro retorno dos prótons para a 
matriz mitocondrial sem que os prótons passem pela ATP 
sintase, ou seja, não vai produzir ATP. (nosso organismo 
queima mais nutrientes e ácidos graxos com a presença do 
dinitrofenol, isso permite o emagrecimento, mas a 
consequência é não produzir ATP, nosso corpo não gera 
energia) 
Então parte da energia gerada pela força protomotriz é 
dissipada em forma de calor, já que o dinitrofenol impede a 
síntese de ATP. 
Há proteínas que possuem função fisiológica por 
desacoplamento da cadeia de transporte de elétrons -> 
proteínas desacopladoras (UCP) são desacopladores 
endógenos, liberam prótons para matriz e geram calor. Ex: 
termogenina. 
 os termogênicos são desacopladores da cadeia respiratória, 
permitindo o fluxo de elétrons e prótons, porém inibindo a 
síntese acoplada de ATP. 
 
 
32 ATPs são produzidos pelo metabolismo aeróbio com a 
oxidação de 1 glicose