Cadeia Transportadora de Elétrons - Fosforilação Oxidativa

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Bioquímica | Lorena C. Plens
Cadeia Transp�tad�a de Elétrons - Fosf�ilação Oxidativa
- ocorre na membrana interna da mitocôndria
(cristas mitocondriais)
- ciclo de Krebs forma muitas moléculas
reduzidas e pro ciclo continuar elas devem
ser oxidadas
- oxida o FADH2 e o NADH
- 4 complexos fixos na membrana atuam com
moléculas carreadoras de elétrons
- fluxo entre os complexos é unidirecional
- grupos prostéticos realizam o transporte de
elétrons
- complexo I e II são portas de entradas dos
elétrons
- complexo I recebe elétrons do NADH e o
complexo II recebe elétrons do FADH2
- não há transporte de elétrons entre o
complexo I e II
COMPLEXOS ENZIMÁTICOS
● I) NADH-desidrogenase
● II) succinato-desidrogenase
● III) citocromo C oxirredutase
● IV) citocromo-oxidase
MOLÉCULAS CARREADORAS
1) UBIQUINONA
- coenzima Q
- transporte do complexo I e II para o
III
- cabeça faz transporte de elétrons
- recebe gradativamente os elétrons
- primeiro elétron: radical semiquinona
(muito reativo)
- segundo elétron: ubiquinol ou QH2
(estável e reduzido)
2) CITOCROMO C
- pequena proteína
- grupo heme como grupo prostético
- transporta um elétron por vez
- transporta os elétrons do complexo
III para o IV
3) FLAVINA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
(FTE)
- atua no transporte de moléculas
redutoras produzidas no metabolismo
de ácidos graxos
- FADH2
- entra no complexo II
COMPLEXO I
- NADH desidrogenase
- porta de entrada de elétrons NADH
- NADH doa seus 2 elétrons
- quando recebe os elétrons se torna
uma bomba de próton da matriz para o
espaço intermembrana
- a cada par de elétrons recebidos
são bombeados 4 H+
- grupos prostéticos:
● FMN: flavina mononucleotideo
● Fe-S: complexo ferro enxofre
- 2 elétrons → FMN → Fe-S → coenzima
Q → ubiquinol → complexo III
COMPLEXO II
- succinato desidrogenase forma o
FADH2 que fica grudado na enzima
(reação 6 do ciclo de Krebs)
- elétrons de FADH2 já estão
acoplados e são passados adiante para
os grupos prostéticos
- grupo prostético: FAD
- fica apenas na membrana pois não é
solúvel
- não bombeia prótons
- doa os elétrons para a ubiquinona
COMPLEXO III
- homodímero (possui duas partes
idênticas)
- citocromo C só carrega 1 elétron
- para conseguir entregar os 2
elétrons é realizado o CICLO Q
CICLO Q
- o 1º elétron é doado para o
grupo Fe-S que doa para o
grupo heme e depois para o
citocromo C
- o 2º elétron é doado pro grupo
heme bL e depois para o heme
bH que devolve para a
ubiquinona
- forma um radical semiquinona
- outra ubiquinona chega e
realiza o mesmo processo, mas
o grupo bH devolve para o
radical semiquinona
estabilizando a molécula
- 4 prótons são bombardeados
para cada par de elétrons
COMPLEXO IV
- citocromo oxidase
- recebe o citocromo C com 4 elétrons
(complexo III tem duas partes)
- elétrons passam pelos grupos
prostéticos e o complexo também se
torna uma bomba de potássio
- para cada par de elétrons doa 2
prótons
- O2 é o aceptor final de elétrons
para que o complexo IV fique livre
- recebe gradativamente os elétrons
- ao final da cadeia transportadora de
elétrons há grande formação de radicais
livres
- ocorre formação de H2O2 que é transformado
em H2O pela enzima glutationa (depende de
NADPH)
Bioquímica | Lorena C. Plens
ATP SINTASE MITOCONDRIAL (complexo V)
- inserida na membrana da mitocôndria e
próxima aos complexos
- subunidade F0 e F1
- F1 é catalítica e forma ATP
- subunidades alfa e beta (3 de
cada)
- na beta a ADP e Pi se ligam
para formar ATP
- F0 é regulatória e prende o complexo
na membrana
- mudança conformacional para produzir
ATP
- faz fosforilação oxidativa por
fosforilar o ATP
MODELO QUIMIOSMÓTICO
- o gradiente químico e elétrico da
mitocôndria se forma por causa da
cadeia transportadora de elétrons
- impede o funcionamento normal
da mitocôndria
- lado +: espaço intermembrana ( ácido
por causa dos H+)
- lado -: na área da matriz
- prótons devem voltar para desfazer o
gradiente e os H+ voltam por um canal
da ATP sintase que altera sua forma
pela passagem, a ATP sintase gira e
nesse processo o ADP se liga ao Pi
formando ATP
LANÇADEIRAS
- canal proteico que permite a passagem
de moléculas que carregam os elétrons
do NADH já que a mitocôndria é
impermeável ao NADH
- NADH não entra, apenas seus elétrons
1) ASPARTATO-MALATO
- fígado, rim e coração
- oxaloacetato com os elétrons do NADH
se transforma em malato
- malato consegue passar na membrana
- malato sem os elétrons vira
oxaloacetato e forma NADH dentro
- elétrons enviados para a cadeia por
NADH entrando do complexo I
- oxaloacetato é convertido em
aspartato e consegue sair pela
membrana
2) GLICEROL-3-FOSFATO
- músculo esquelético e cérebro
- não é um canal
- já está com o FAD
- FAD entrega os elétrons para a
ubiquinona que chega ao complexo III
- glicerol-3-fosfato doa os elétrons do
NADH
- FAD + elétrons = FADH2
CONTAGEM DOS ATPs
- 4 H+ gera 1 ATP
- 1 NADH forma 2,5 ATPs
- 1 FADH2 forma 1,5 ATPs
-
BLOQUEADORES DA CADEIA DE ELÉTRONS
- inibição da transferência de elétrons
● cianeto: atua no complexo IV
● monóxido de carbono: atua no
complexo IV
● inibem a citocromo-oxidase
GERAÇÃO DE CALOR
- desacoplamento da geração de ATP
- termogenina: proteína desacopladora
que passa o pulso de próton por ela e
gera calor ao invés de produzir ATP
- via alternativa para prótons
- calafrio: processo termogênico,
contração rápida para produção de
calor via termogenina