Aula - OXIDAÇÕES BIOLÓGICAS - Prof. JAMILE - 2011 -- VIA EMAIL

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Disciplina Bioquímica Geral
Professora Jamile Fabbrin Gonçalves
1. Definição de Metabolismo;
2. Catabolismo X Anabolismo;
3. Reações Redox;
4. Enzimas desidrogenases;
5. Coenzimas FAD e NAD+;
6. Respiração celular;
7. Acoplamento de energia;
8. Ciclo de Krebs;
9. Cadeia respiratória;
10. Fosforilação oxidativa.
INTRODUÇÃO 
AO AO 
METABOLISMO
METABOLISMO CELULARMETABOLISMO CELULAR
“É o somatório de todas as transformações da 
matéria e da energia (reações químicas) que
ocorrem em determinada célula ou organismo”
• As reações químicas não ocorrem
isoladamente nas células, mas estão
organizadas em rotas, onde o produto de
uma reação serve como substrato dauma reação serve como substrato da
reação subsequente;
• O precursor é convertido por meio de uma
série de intermediários denominados
metabólitos;
• As rotas se interrelacionam, formando uma
rede multidimensional de reações que
constitui o metabolismo celular; GLICÓLISE
Metabolismo intermediárioMetabolismo intermediário
→ refere-se às atividades combinadas de todas as vias metabólicas
que interconvertem precursores, metabólitos e produtos de baixo
peso molecular.
Existem vias:
1) Lineares (Ex. glicólise: 1 glicose → 2 piruvatos);
2) Ramificadas → a partir de um único precursor, conduzem a diferentes
produtos finais úteis ou convertem diferentes precursores em um único
produto final;
3) Cíclicas → um precursor da via é regenerado por meio de uma série de
reações em que um segundo precursor é convertido em produto
(Ex. oxaloacetato é renenerado no ciclo de Krebs).
CATABOLISMO 
CONVERGENTE 
≠
ANABOLISMO 
DIVERGENTE
Metabolismo = Catabolismo + AnabolismoMetabolismo = Catabolismo + Anabolismo
• Os processos vitais requerem que as moléculas consumidas
como nutrientes sejam decompostas para se extrair a sua
energia e também para que sejam fornecidos os blocos de
construção para a criação de novas moléculas;
CATABOLISMOCATABOLISMO
• Para manter um estado estacionário dinâmico, os organismos
vivos precisam de uma fonte de energia constante para organizar o
seu interior frente às variações externas;
• O processo de extração de energia ocorre em uma série de várias
etapas pequenas, nas quais os doadores de elétrons transferemetapas pequenas, nas quais os doadores de elétrons transferem
energia aos aceptores de elétrons.
Essas REAÇÕES DE OXIDORREDUÇÃO são 
fundamentais para a extração de energia de 
moléculas como a glicose, por exemplo.
REAÇÕES DE OXIDORREDUÇÃOREAÇÕES DE OXIDORREDUÇÃO
• Reações de oxidorredução, também referidas como reações redox,
são aquelas em que os elétrons são transferidos de um doador a
um aceptor. A oxidação é a perda de elétrons e a redução é o
ganho de elétrons.
A substância que perde 
elétrons (o doador; a 
molécula que é oxidada) é 
Oxidação = perda de e¯
Redução = ganho de e¯
molécula que é oxidada) é 
chamada agente redutor!
A substância que ganha 
elétrons (o receptor; a 
molécula que é reduzida) é 
chamada agente oxidante!
→ EXEMPLO PRÁTICO DE REAÇÕES REDOX:
• A transferência de grupos fosfato e de elétrons são eventos centrais no
metabolismo celular;
• Os elétrons movem-se de diferentes intermediários metabólicos para
carreadores especializados, por meio de reações enzimáticas;
COENZIMAS:
• Os carreadores doam seus elétrons, através de reações enzimáticas, a
receptores que apresentam maior eletroafinidade, liberando energia;
Enzimas oxidorredutases ou 
desidrogenases
→ são holoenzimas que 
necessitam de NAD+ (NADP+) ou necessitam de NAD+ (NADP+) ou 
FAD (FMN) como coenzimas!
TRANSPORTADORES DE ELÉTRONSTRANSPORTADORES DE ELÉTRONS
• NAD+ (oxidado)/NADH (reduzido): 
Nicotinamida adenina dinucleotídeo
• FADH (oxidado)/FADH2 (reduzido): 
Flavina adenina dinucleotídeo
• Íon hidreto (:H-): 
possui 2 elétrons e 1 próton
NADNAD++ (NADP(NADP++))
• O NADP+ difere do NAD+ por ter um grupo fosfato adicional!!!
• À medida que uma molécula
de substrato sobre oxidação
(desidrogenação), liberando
dois átomos de hidrogênio, a
forma oxidada (NAD+ ou
NADP+) recebe um íon hidreto
(:H-, o equivalente a um
próton e dois elétrons), sendo
transformada na sua forma
reduzida (NADH ou NADPH). Oreduzida (NADH ou NADPH). O
segundo próton removido do
substrato é liberado no
solvente aquoso (NADH + H);
• As coenzimas NAD+ ou NADP+
movem-se facilmente de uma
enzima para a outra, atuando
como um transportador
hidrossolúvel de elétrons de
um metabólito para o outro.
• As coenzimas NAD+ ou NADP+ apresentam funções
metabólicas especializadas:
• NAD+ atua em OXIDAÇÕES,
geralmente associadas a
processos CATABÓLICOS.
• NADP+ atua em REDUÇÕES,
geralmente associadas a
processos ANABÓLICOS.
FAD (FMN)FAD (FMN)
• Na maioria das flavoproteínas a coenzima encontra-se FORTEMENTE
ligada, e em algumas, a ligação é covalente.
• Como as flavoproteínas podem participar da transferência tanto de um
quanto de dois elétrons, a diversidade de reações nas quais essa classe de
proteínas está envolvida é maior que a das desidrogenases ligadas às
coenzimas NAD+ e NADP+.
• Os átomos de C encontrados nos compostos bioquímicos podem estar
em cinco diferentes estados de oxidação, dependendo dos elementos
com que o átomo de C compartilha os elétrons.
Estados de oxidação do carbono Estados de oxidação do carbono 
nas biomoléculasnas biomoléculas
• As vias catabólicas são as sequências de reações oxidativas que
resultam na transferência de elétrons, por meio por meio de uma
série de transportadores, das moléculas combustíveis até o oxigênio.
• A GRANDE AFINIDADE POR ELÉTRONS QUE O O2 APRESENTA
TORNA ALTAMENTE EXERGÔNICO ESSE PROCESSO DE
TRANSFERÊNCIA QUE FORNECE A ENERGIA QUE IMPULSIONA
A SÍNTESE DE ATP → OBJETIVO CENTRAL DO CATABOLISMO!!!
Fase Fase aeróbicaaeróbica do catabolismodo catabolismo
→ 3 estágios!→ 3 estágios!
RESPIRAÇÃO CELULARRESPIRAÇÃO CELULAR
Os 3 estágios do catabolismoOs 3 estágios do catabolismo
11ºº EEstágiostágio:: asas moléculasmoléculas dosdos combustíveiscombustíveis orgânicosorgânicos (glicose,(glicose, ácidosácidos
graxosgraxos ee aminoácidos)aminoácidos) sãosão oxidadasoxidadas parapara liberarliberar fragmentosfragmentos dede
22 átomosátomos dede carbonocarbono nana formaforma dede umum grupogrupo acetilaacetila dodo
acetilacetil--coenzimacoenzima AA ((Acetil-CoA));;
Os 3 estágios do catabolismoOs 3 estágios do catabolismo
22ºº EstágioEstágio:: essesesses gruposgrupos acetilaacetila sãosão introduzidosintroduzidos nono ciclociclo dodo ácidoácido
cítricocítrico,, oo qualqual osos oxidaoxida enzimaticamenteenzimaticamente atéaté COCO22.. AA energiaenergia liberadaliberada
pelapela oxidaçãooxidação éé conservadaconservada nosnos transportadorestransportadores dede elétronselétrons
reduzidosreduzidos:: NADHNADH ee FADHFADH22;;
Os 3 estágios do catabolismoOs 3 estágios do catabolismo
3º Estágio: os equivalentes reduzidos são oxidados, desfazendo-se
de prótons (H+) e elétrons; Os elétrons são conduzidos ao longo de
uma cadeia de moléculas transportadoras de elétrons, conhecida
como Cadeia Respiratória, até o O2 (aceptor de elétrons), o qual é
reduzido para formar H2O;
Durante este processo de transferência de elétrons 
através da cadeia respiratória, uma grande quantidade de 
energia é liberada e conservada na forma de ATP, através 
do processo chamado fosforilaçãofosforilação oxidativaoxidativa..
Como a produção e o uso Como a produção e o uso 
da energia são acoplados?da energia são acoplados?
• Uma questão muito importante do metabolismo
é: “Como a energia liberada pela oxidação dos
nutrientes é capturada e utilizada?” Essa
energia deve ser transformada em uma forma
de energia química de fácil acesso → ATP!de energia química de fácil acesso → ATP!
ATP: Transportador ATP: Transportador 
de energia!de energia!
A energia liberada na hidrólise 
do ATP NÃO é armazenada!!!
ExemploExemplo de de acoplamentoacoplamento de de energiaenergia::
ExemploExemplo de de acoplamentoacoplamentode de energiaenergia::
RESPIRAÇÃO 
CELULAR: CELULAR: 
Passo-a-passo
Nos organismos aeróbicos, a glicose e outros açúcares, os ácidos
graxos e a maioria dos aminoácidos são oxidados, em última
instância, a CO2 e H2O através do ciclo de Krebs. Entretanto, antes
que possam entrar no ciclo, os esqueletos carbônicos precisam ser
degradados até o grupo acetil do acetil-coenzima A (Acetil-CoA) →
forma na qual o ciclo aceita a maior parte do seu combustível.
1º estágio da Respiração Celular:
O catabolismo passo a passo
de carboidratos, gorduras e
aminoácidos será estudado na
sequência da disciplina!
I. O piruvato entra na mitocôndria associado ao 
transportador do piruvato;
II. Posteriormente, sofre descarboxilação 
*** No caso da via de degradação da glicose, o piruvato
(produto final da glicólise) deve ser descarboxilado e oxidado
para liberar acetil-CoA e CO2.
oxidativa por ação de um complexo 
multienzimático associado à membrana 
interna da mitocôndria.
Complexo da piruvato desidrogenase
REAÇÃO IRREVERSÍVEL!!!
Complexo da piruvato desidrogenase
5 coenzimas do complexo:5 coenzimas do complexo:
1) Tiamina pirofosfato (TPP)
2) FAD
3) CoA-SH
4) NAD
5) Lipoato
3 enzimas do 3 enzimas do 
complexo: complexo: 
→ Grupos acila ligam-se covalentemente ao grupo –SH (tiol) da
Coenzima A, formando tioésteres. Devido a sua energia livre de
hidrólise relativamente alta, os tioésteres têm um alto potencial
de transferência de grupos acila, doando esses grupos a uma
variedade de moléculas receptoras.
Coenzima A (CoA-SH)
→ O grupo acila ligado à
CoA pode, assim, ser visto
como um estado ativado
para a transferência do
mesmo grupo!!!Acetil-CoA = Acetato ativado
*** Forma-se o Acetil-CoA que entra no
Ciclo de Krebs...
Ciclo do Ácido Cítrico ou Ciclo de Krebs Ciclo do Ácido Cítrico ou Ciclo de Krebs 
ou Ciclo dos Ácidos ou Ciclo dos Ácidos TricarboxílicosTricarboxílicos
• O Ciclo de Krebs é o centro do
metabolismo energético na maioria das
2º estágio da Respiração Celular:
metabolismo energético na maioria das
células aeróbicas;
• Representa a 2ª fase da respiração celular,
sendo responsável pela oxidação total de
unidades carbônicas (Acetil-CoA) à C02,
produção de equivalentes redutores
(NADH e FADH2) e ATP;
Mitocôndria
Cadeia respiratória –
Fosforilação oxidativa
Ciclo de Krebs
IntermediáriosIntermediários do do CicloCiclo de Krebs de Krebs 
2 carbonos
4 carbonos
6 carbonos
6 carbonos
*** Uma molécula de
oxaloacetato é empregada
para formar citrato, mas uma
molécula de oxaloacetato é
REGENERADA → VIA CÍCLICA!
4 carbonos
4 carbonos
4 carbonos
5 carbonos
4 carbonos
Reações 1, 3 e 4 são: 
IRREVERSÍVEIS!!!
1. Formação do CITRATO
11ºº PassoPasso:: condensaçãocondensação dodo AcetilAcetil--CoACoA ++ oxaloacetatooxaloacetato⇒⇒ citratocitrato
((enzimaenzima == citratocitrato sintasesintase))
REAÇÃO IRREVERSÍVEL!!!
__ ↓[ ]
22ºº PassoPasso:: desidrataçãodesidratação seguidaseguida dede hidrataçãohidratação dodo citratocitrato ⇒⇒
isocitratoisocitrato ((enzimaenzima == aconitaseaconitase))
2. Formação do ISOCITRATO
3. Formação do α-CETOGLUTARATO
33ºº PassoPasso:: descarboxilaçãodescarboxilação oxidativaoxidativa dodo isocitratoisocitrato ⇒⇒
αααααααα--cetoglutaratocetoglutarato ((enzimaenzima == isocitratoisocitrato desidrogenasedesidrogenase))
→→ NesteNeste passopasso ocorreocorre aa saídasaída dodo 11ºº COCO22 ee formaçãoformação dodo 11ºº NADHNADH
REAÇÃO IRREVERSÍVEL!!!
4. Formação do SUCCINIL-CoA
44ºº PassoPasso:: descarboxilaçãodescarboxilação oxidativaoxidativa dodo αα--cetoglutaratocetoglutarato ⇒⇒
succinilsuccinil--CoACoA
((enzimaenzima == complexocomplexo dada αααααααα--cetoglutaratocetoglutarato desidrogenasedesidrogenase))
→→ NesteNeste passopasso ocorreocorre aa saídasaída dodo 22ºº COCO22 ee formaçãoformação dodo 22ºº NADHNADH
REAÇÃO IRREVERSÍVEL!!!
Succinil-CoA = Succinato ativado
5. Formação do SUCCINATO
55ºº PassoPasso:: fosforilaçãofosforilação aoao nívelnível dodo substratosubstrato dodo succinilsuccinil--CCoAoA ⇒⇒
succinatosuccinato ((enzimaenzima == succinilsuccinil--CoACoA sintetasesintetase));;
→→ NesteNeste passopasso ocorreocorre aa formaçãoformação dede GTPGTP (ATP)(ATP)
→→ FosforilaçãoFosforilação aoao nívelnível dodo substratosubstrato ≠≠ CadeiaCadeia respiratóriarespiratória
((FosforilaçãoFosforilação oxidativaoxidativa));;
Nucleosídeo difosfato quinase
__
6. Formação do FUMARATO
66ºº PassoPasso:: desidrogenaçãodesidrogenação dodo succinatosuccinato⇒⇒ fumaratofumarato
((enzimaenzima == succinatosuccinato desidrogenasedesidrogenase))
→→ NesteNeste passopasso ocorreocorre aa formaçãoformação dede FADHFADH22 Análogo do succinato e 
inibidor competitivo da 
succinato desidrogenase
→ bloqueador do ciclo 
de Krebsde Krebs
Nos eucariotos, a succinato desidrogenase está 
firmemente ligada à membrana mitocondrial 
interna (cadeia transportadora de elétrons)!!! 
7. Formação do MALATO
77ºº PassoPasso:: hidrataçãohidratação dodo fumaratofumarato⇒⇒malatomalato
((enzimaenzima == fumarasefumarase))
8. Formação do OXALOACETATO
88ºº PassoPasso:: oxidaçãooxidação dodo malatomalato⇒⇒ oxaloacetatooxaloacetato
((enzimaenzima == malatomalato desidrogenasedesidrogenase))
→→ NesteNeste passopasso ocorreocorre aa formaçãoformação dodo 33ºº NADHNADH ee aa regeneraçãoregeneração
dodo oxaloacetatooxaloacetato,, oo qualqual podepode condensarcondensar--sese aa umauma novanova
moléculamolécula dede acetilacetil--CoACoA,, dandodando continuidadecontinuidade aoao ciclociclo..
↓[ ]
Produtos do ciclo de KrebsProdutos do ciclo de Krebs
→ 3 NADH
→ 1 FADH2
→ 1 GTP (ATP)
→ 2 CO2
Rendimento energético do Rendimento energético do 
ciclo de Krebs/voltaciclo de Krebs/volta
• Embora o ciclo de Krebs diretamente gere apenas uma molécula de
ATP por volta, os 4 passos de oxidação do ciclo fornecem um grande
fluxo de elétrons para a cadeia respiratória, através de NADH e
FADH2, e esta leva à formação de um grande número de moléculas
de ATP durante a fosforilação oxidativa.
Cadeia respiratória/Fosforilação oxidativa:Cadeia respiratória/Fosforilação oxidativa:
• A passagem de dois elétrons do NADH para o oxigênio
potencia a formação de 2,5 moléculas de ATP (ou 3);
• A passagem de dois elétrons do FADH2 para o oxigênio
potencia a formação de 1,5 moléculas de ATP (ou 2);
→ 3 NADH X 2,5 = 7,5 ATPs
→ 1 FADH2 X 1,5 = 1,5 ATPs
→ 1 GTP (ATP) = 1 ATP
10 ATPs/volta
O ciclo de Krebs é umaO ciclo de Krebs é uma
VIA ANFIBÓLICAVIA ANFIBÓLICA
• VIA ANFIBÓLICA:
serve tanto a
processos catabólicos
quanto anabólicos.
• O ciclo de Krebs além de
funcionar no catabolismo
oxidativo de carboidratos,
ácidos graxos e
aminoácidos, também
fornece precursores para
muitas vias biossintéticas.
• À medida que os intermediários do ciclo de Krebs são removidos para
servirem como precurssores biossinteticos, eles são repostos por meio
das REAÇÕES ANAPLERÓTICAS (reações de reposição/preenchimento)
→ equilíbrio dinâmico!
*
Regulação do ciclo de KrebsRegulação do ciclo de Krebs
• O controle do ciclo de Krebs é
exercido em três pontos, ou
seja, três enzimas dentro do
ciclo são regulatórias:
1) citrato sintase
2) isocitrato desidrogenase2) isocitrato desidrogenase
3) complexo da α-cetoglutarato
desidrogenase
• Também há um controle de
acesso ao ciclo pelo
complexo da piruvato
desidrogenase (PDH).
Regulação do ciclo de KrebsRegulação do ciclo de Krebs
• ATP e NADH são compostos
abundantes quando uma célula
tem uma boa quantidade de
energia disponível, logo, não é
surpreendente que algumas
destas enzimas regulatórias
sejam INIBIDAS por estas
moléculas uma vez que o ciclomoléculas uma vez que o ciclo
de Krebs faz parte de uma via
que LIBERA energia.
• Por outro lado, AMP, ADP,
NAD+ e CoA, ATIVAM estas
enzimas sinalizando que uma
célula precisa de energia
(oxidação).
Regulação do ciclo de KrebsRegulação do ciclo de Krebs
• A PDH é INIBIDA por altos níveis
de acetil-CoA.
(Quando as gordurassão
abundantes e estão sendoabundantes e estão sendo
degradadas para gerar energia,
seu produto é Acetil-CoA e, se a
Acetil-CoA for abundante, não há
motivo para enviar carboidratos
para o ciclo de Krebs → A PDH é
inibida e, a Acetil-CoA que é
enviada para o ciclo de Krebs
vem de outras fontes).
Regulação do ciclo de KrebsRegulação do ciclo de Krebs
• A PDH, em mamíferos,
também é ATIVADA por
desfosforilação (junto ao
complexo de 3 enzimas e 5
coenzimas existem outras duas
enzimas: PDH quinase →
fosforila e PDH fosfatase →fosforila e PDH fosfatase →
desfosforila).
• A enzima PDH quinase é
ATIVADA por ATP;
• A enzima PDH fosfatase é
ATIVADA pelo Ca2+;
Regulação do ciclo de KrebsRegulação do ciclo de Krebs
• Os íons Ca2+, que nos músculos
dos vertebrados são o sinal para
contração e o concomitantecontração e o concomitante
aumento na demanda por ATP,
ATIVAM o ciclo.
Cadeia respiratória Cadeia respiratória –– FosforilaçãoFosforilação oxidativaoxidativa
3º estágio da Respiração Celular:
As únicas moléculas que atravessam
a membrana mitocondrial interna
são aquelas que o fazem através de
TRANSPORTADORES ESPECÍFICOS!
Cadeia respiratória Cadeia respiratória 
• A cadeia respiratória consiste de uma série de transportadores de
elétrons localizados na membrana mitocondrial interna e que atuam
sequencialmente objetivando a redução do O2 a H2O com elétrons
doados pelo NADH e FADH2. Os elétrons fluem dos catabólitos
intermediários ao O2, produzindo energia para a geração do ATP.
Complexos Enzimáticos:
I- NADH desidrogenase: transfere elétrons à ubiquinona
A transferência de elétrons ao 
longo da cadeia respiratória é 
energeticamente favorecida, pois 
o NADH é um forte doador de 
elétrons e o oxigênio é um ávido 
aceptor de elétrons!
I- NADH desidrogenase: transfere elétrons à ubiquinona
(NADH → Q).
II- Succinato desidrogenase: transfere elétrons à ubiquinona
(succinato → Q).
III- Ubiquinona-citocromo c oxidorredutase: transfere elétrons
da ubiquinol ao citocromo c oxidado (QH2 → citocromo c oxidado).
IV- Citocromo oxidase: transfere elétrons do citocromo c reduzido
ao O2, reduzindo-o a H2O (citocromo c reduzido → O2).
Ciclo de Krebs
1) Ubiquinona (Coenzima Q,
CoQ ou Q): pode receber 1 ou 2
elétrons. É uma molécula
pequena e hidrofóbica que se
difunde livremente na camada
lipídica da membrana.
• Além do NAD+ e do FAD, três outros tipos de moléculas
transportadoras de elétrons funcionam na cadeia respiratória:
lipídica da membrana.
2) Citocromos (Cyt): participam da transferência de 1 elétron. São
proteínas que contém o grupo prostético heme que contém Fe. As
mitocôndrias contém 3 classes de citocromos a, b e c;
• Além do NAD+ e do FAD, três outros tipos de moléculas
transportadoras de elétrons funcionam na cadeia respiratória:
* O citocromo c é uma proteína
solúvel que se associa com a
superfície externa da membrana
interna da mitocôndria por meio
de interações eletrostáticas.
3) Proteínas que contém ferro-enxofre (FeS): participam da
transferência de 1 elétron. O Fe está presente não no grupo heme, mas
associado a átomos de enxofre (S) inorgânico ou a átomos de S
orgânicos (provenientes de cisteína), ou ambos.
• Além do NAD+ e do FAD, três outros tipos de moléculas
transportadoras de elétrons funcionam na cadeia respiratória:
• Os complexos I e II catalisam a
transferência de elétrons para a
ubiquinona (Q) a partir de dois doadores
de elétrons diferentes: NADH (complexo I)
e succinato (complexo III);
• O ubiquinol (QH2, a forma totalmente reduzida) difunde-se na
membrana do complexo I ou II até o Complexo III onde é oxidado a Q;
• O complexo III transporta elétrons da ubiquinona até o citocromo c o
qual move-se até o complexo IV;
• O complexo IV completa a sequência transferindo elétrons do
citocromo c para o O2 produzindo água.
• Para cada par de elétrons transferidos para o oxigênio a partir de NADH,
4H+ são bombeados da matriz para o espaço intermembranoso pelo
complexo I, 4H+ pelo complexo III e 2H+ pelo complexo IV;
→ Os complexos I, III e IV são bombas de prótons (transferência
endergônica de H+ contra o gradiente de concentração → utilizam a
energia proveniente do fluxo de elétrons).
• Processo responsável pela síntese de
ATP (ADP + Pi) direcionada através da
transferência de elétrons ao O2;
• É responsável pela maior parte da
síntese de ATP nos organismos
aeróbicos;
FosforilaçãoFosforilação oxidativaoxidativa 1948 - As mitocôndrias são os sítios da 
fosforilação oxidativa
em eucariotos!
COMO O GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO 
DE PRÓTONS É TRANSFORMADO EM ATP?
1961 – Modelo 
quimiosmótico!
Modelo Modelo quimiosmóticoquimiosmótico
Potencial químico: 
pH ÁCIDO
Potencial elétrico: 
Positivo
O potencial eletroquímico 
dirige a síntese de ATP.
A hipótese quimiosmótica propõe
que, após os prótons terem sido
transferidos para o espaço
intermembranoso, eles podem
reentrar na matriz mitocondrial no
sentido do seu gradiente de
concentração (movimento a
favor) passando através de um
canal (Fo) na molécula de ATP
sintase (complexo V), acoplando o
fluxo de prótons à fosforilação do
ADP (ADP + Pi → ATP).
ATP sintase (Complexo FOF1 ou Complexo V)
→ F1: proteína periférica de
membrana formada por
→ Fo: proteína integral
de membrana que
constitui o poro de
prótons. Possui três
unidades: a, b e c.
membrana formada por
9 subunidades α3β3γδε. Cada
uma das subunidades β
apresenta um sitio catalítico
para a síntese de ATP.
• As mudanças conformacionais fundamentais que ocorrem na ATP sintase
para que esse mecanismo de síntese de ATP ocorra são dirigidas pela
passagem dos prótons através da porção Fo da ATP sintase;
Razão P/O
O bombeamento de 4 prótons são requeridos 
para a síntese de 1 ATP
NADH – bombeia 10 H+ 
→ 10 ÷ 4 = 2,5 ATPs
FADH – bombeia 6 H+ 
(ATP produzido por átomo de oxigênio reduzido) 
Cadeia respiratória/Fosforilação oxidativa:
• A passagem de dois elétrons do NADH para o oxigênio
potencia a formação de 2,5 moléculas de ATP (ou 3);
• A passagem de dois elétrons do FADH2 para o oxigênio
potencia a formação de 1,5 moléculas de ATP (ou 2).
FADH2 – bombeia 6 H+ 
→ 6 ÷ 4 = 1,5 ATPs
vvFOSFORILAÇÃO OXIDATIVAFOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Ocorre nas mitocôndrias;
Então, como produzimos a Então, como produzimos a 
molécula ATP?molécula ATP?
vvFOSFORILAÇÃO AO NÍVEL DE SUBSTRATOFOSFORILAÇÃO AO NÍVEL DE SUBSTRATO
Ocorre geralmente na ausência de oxigênio e o 
grupo fosfato transferido para o ADP provém de 
um intermediário metabólico;
A transferência de elétrons e a síntese de 
ATP são OBRIGATORIAMENTE acopladas!
Proteína desacopladora → TERMOGENINA
Na membrana interna das mitocôndrias do
tecido adiposo marrom (grande presença
de mitocôndrias) existe a proteína
termogenina (proteína desacopladora),
que proporciona uma via para os prótons
retornarem a matriz sem passar pela ATP
sintase → a energia de oxidação não é
conservada em ATP mas dissipada emconservada em ATP mas dissipada em
calor, que contribui para manutenção da
temperatura corporal.
Maioria dos mamíferos 
recém-nascidos
Hibernação
Ufaaaa.....terminou a aula! *Ufaaaa.....terminou a aula! *--**
Referências bibliográficas:
• Campbell, M.K.; Farrell, S.O. (2007). Bioquímica. 5ª Edição, Editora
Thomson Learning, São Paulo, 845p.
• Champe, P.C.; Harvey, R.A.; Ferrier, D.S. (2009). Bioquímica Ilustrada.
4ª Edição, Editora Artmed, Porto Alegre, 528p.
• Nelson, D.L.; Cox, M.M. (2006). Lehninger: Princípios de Bioquímica.
4ª Edição, Editora Sarvier, São Paulo, 1202p.