CADEIA RESPIRATÓRIA

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A glicose é metabolizada por uma série de reações. Os 
intermediários dessas reações doam elétrons a 
coenzimas específicas (NAD+ e FAD), as quais doam um 
par de elétrons, cada um, para um grupo de carreadores 
especializados, coletivamente denominados de cadeia 
transportadora de elétrons. À medida que os elétrons 
fluem através da cadeia, eles perdem muito de sua 
energia livre, que é utilizada para a produção de ATP a 
partir de ADP e Pi, processo denominado fosforilação 
oxidativa. 
A cadeia respiratória ou cadeia transportadora de 
elétrons é a terceira e última etapa da respiração celular, 
essa etapa ocorre no interior das mitocôndrias e tem 
como papel a geração de energia. 
 Outras fontes de NADH e FADH2: β-oxidação, 
oxidação de AA; 
A membrana mitocondrial interna pode ser rompida, 
produzindo cinco complexos enzimáticos. Complexos de 
I a IV contêm, cada um deles, parte da cadeia 
transportadora, enquanto o complexo V catalisa a síntese 
de ATP. Esses complexos geram um gradiente 
eletroquímico pelo bombeamento de íons H+ para fora 
da matriz mitocondrial, uma vez que o retorno dos íons 
H+ libera energia livre que é utilizada para formação de 
ATP a partir de ADP + Pi. 
 
COMPLEXO I 
O NADH + H+ é transferido para o complexo NADH-
desidrogenase. Esse complexo possui uma molécula de 
FMN (flavina mononucleotídeo) que aceita os dois 
átomos de hidrogênio (2e- + 2H+), tornando-se FMNH2. 
 
 
 
 
Esse complexo é constituído também por centros ferro-
enxofre, os quais são necessários para a transferência 
dos átomos para o próximo membro da cadeia. 
• Transferência do NADH para CoQ (Ubiquinona); 
• 43 polipeptídios, FMN e 7 centros Fe-S. 
 
COMPLEXO II 
Esse complexo é independente do primeiro, chamado de 
succinato-coenzima Q oxirredutase, ele é responsável 
por produzir elétrons a partir do FADH2. 
• Catalisa a redução de CoQ a CoQH2; 
• Grupos prostéticos: FAD, citocromo b560 e 
proteína Fe-S; 
• Produz menos ATP que NAD 
 
Os elétrons do succinato passam por uma flavoproteína 
e várias centros FeS para atingir a Ubiquinona. Esse 
complexo não contribui diretamente para o gradiente de 
concentração, mas serve para suprir à quantidade de 
elétrons necessários. 
 A coenzima Q/ubiquinona aceita átomos de 
hidrogênio tanto do FMNH2, quando do FADH2 
Os dois complexos seguintes são compostos por 
citocromos, cada um deles é constituído por um grupo 
heme, no qual o átomo de ferro é convertido 
reversivelmente de íon férrico (Fe3+) para íon ferroso 
(Fe2+), como parte de sua função de carreador 
reversível de elétrons. 
Cadeia respiratória 
COMPLEXO III 
O complexo enzimático bc1 ou Coenzima Q-citrocromo 
c oxirredutase transfere e- de CoQH2 para o citocromo 
C e transporta H+ para o espaço intermembranas. 
 
• Citocromo b, citocromo C1 e proteína Fe-S. 
COMPLEXO IV 
O complexo IV, citocromo c oxidase, é formado pelo 
citocromo a+a3 (citocromo oxidase), que é o único em 
que o ferro do grupo heme possui um ligante livre que 
pode reagir diretamente com o oxigênio mononuclear, 
• Oxida o citocromo c e reduz o oxigênio formando 
água; 
• Transfere 4 e- do citocromo c. 
 
 
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA 
Processo em que a energia gerada pela cadeia 
transportadora de elétrons é convertida em ATP. O 
complexo V realiza o transporte transmembrana de H+ 
usando a energia livre para formação de ATP. 
A teoria quimiostática explica o acoplamento do 
transporte mitocondrial de elétrons e a síntese de ATP. 
O transporte de elétrons movimenta os prótons da 
matriz mitocondrial para o espaço intermembranas 
estabelecendo um gradiente eletroquímico. O retorno 
dos prótons para a matriz gera energia para a produção 
de ATP. 
 
• Regulação da fosforilação oxidativa: coeficiente 
ATP/ADP + Pi; ATP-ADP translocase e fosfato 
translocase. 
Desacopladores da fosforilação oxidativa são 
substâncias que destroem o acoplamento existente 
entre o transporte de elétrons e a fosforilação 
oxidativa, de modo que ao entrarem em ação, o 
transporte de elétrons se processa normalmente e a 
síntese de ATP está diminuída. 
 
TRANSPORTE DE e- DO CITOSOL PARA A MITOCÔNDRIA 
A membrana mitocondrial externa possui poros 
especializados, que lhe atribuem uma certa 
permeabilidade, já a membrana interna é impermeável à 
maior parte das substâncias hidrofílicas ou com carga, 
necessitando de proteínas carreadoras. 
Transporte ATP-ADP: um carreador de nucleotídeos da 
adenina transporta uma molécula de ADP do citosol para 
a mitocôndria, enquanto exporta ATP; já o Pi é carreado 
pelo H+. 
Transporte de NADH: o NADH produzido na glicólise é 
transportado para a mitocôndria utilizando dispositivos de 
lançadeiras., como a lançadeira glicerol-fosfato e a 
lançadeira malato-espartato. 
1) Lançadeira glicerol-fosfato: o NADH citosólico reduz 
a diidroxiacetona-fosfato a glicerol-3-fosfato em 
reação catalisada pela glicerol-3-fosfato-
desidrogenase citosólica. A reação reversa emprega 
uma flavoproteína ligada à superfície externa da 
membrana interna que transfere os elétrons para a 
coenzima Q (ubiquinona) 
 
2) Lançadeira malato-aspartato: o NADH citosólico 
reduz o oxalacetato a malato, que é transportado 
através da membrana interna para a matriz 
mitocondrial, em seguida, a reoxidação do malato 
gera NADH que transfere os elétrons para a cadeia 
mitocondrial transportadora de elétrons. 
 
BALANÇO GERAL DA RESPIRAÇÃO CELULAR AERÓBICA 
 
 A quantidade variante de 3-5 ATP provenientes do 
NADH da glicólise vai depender do mecanismo que 
ele irá usar para entrar na mitocôndria, se for pela 
lançadeira glicerol-fosfato, serão 3 ATP’s, pois NADH 
será convertido a 2FADH2; caso a entrada seja pela 
lançadeira malato-aspartato, serão 5ATP’s.