Estudo Dirigido - KREBS E FOSFORILAÇÃO 2022 (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ - UFPI 
CAMPUS MINISTRO PETRÔNIO PORTELLA - CMPP 
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E FARMACOLOGIA / CCS 
	DISCIPLINA: BIOQUÍMICA PARA ODONTOLOGIA
ATIVIDADE EXTRA: QUESTIONÁRIO - Ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa 
PROFESSOR: MAXIMILIANO ZIERER
ALUNOS (AS): 
1- Qual é o elo entre a glicólise e o ciclo de Krebs? Explique a reação enzimática onde é formada a molécula de Acetil-CoA e em que local ela ocorre. 
A acetil-CoA é o reagente que inicia a segunda etapa da respiração celular, uma série de reações denominadas ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico. A principal função da acetil-CoA é funcionar como o elo entre a glicólise e o ciclo de Krebs. A acetil-CoA é produzida a partir da coenzima A e de acetato, originados do piruvato ou da degradação dos ácidos graxos (beta-oxidação). O piruvato (produto da glicólise) e também os ácidos graxos atravessam as membranas mitocondriais e, na matriz da organela, geram acetato, que se liga à coenzima A para formar acetil-CoA. A transformação do piruvato em acetil-CoA deve-se a um sistema multienzimático da matriz mitocondrial, o complexo da piruvato desidrogenase (3 enzimas, 5 coenzimas e 2 proteínas reguladoras associadas).
2- O que é o Ciclo de Krebs? Onde ele ocorre e quais são os produtos formados a cada volta a partir de uma molécula de Acetil-CoA?
Também chamado de ciclo do ácido cítrico e ciclo do ácido tricarboxílico, é uma importante etapa do processo de respiração celular. Ele consiste em uma série de oito reações que ocorrem no interior da mitocôndria, mais precisamente na matriz mitocondrial. O ciclo de Krebs recebe a denominação de ciclo, pois o oxaloacetato inicia a sequência de reações e é, ao final delas, regenerado. Na oxidação da glicose, o ciclo de Krebs apresenta, ao final do processo, um saldo de seis moléculas de NADH (nicotinamida adenina dinucleotídeo reduzido), duas moléculas de FADH2 (flavina adenina nucleotídeo reduzido), duas moléculas de ATP (adenosina trifosfato) e quatro moléculas de CO2 (dióxido de carbono).
3- Explique passo a passo as oito reações enzimáticas do ciclo de Krebs. Ao final, indique quais são as reações que acumularam energia química, e em quais compostos.
4- Quais são os intermediários do Ciclo de Krebs que podem ser utilizados como precursores biossintéticos, e de quais moléculas?
5- O que é a cadeia transportadora de elétrons e onde ela se localiza? 
A cadeia transportadora de elétrons é uma série de proteínas e moléculas orgânicas encontradas na membrana interna da mitocôndria, a maior parte delas estão organizadas em quatro grandes complexos numerados de I a IV. Em eucariontes, muitos exemplares dessas moléculas são encontrados na membrana mitocondrial interna. Em procariontes, os componentes da cadeia transportadora de elétrons são encontrados na membrana plasmática. Os elétrons são passados de um componente da cadeia transportadora para outro em uma série de reações redox. A energia liberada nestas reações é capturada na forma de um gradiente de prótons, o qual é usado para produzir ATP em um processo chamado quimiosmose. Juntas, a cadeia transportadora de elétrons e a quimiosmose formam a fosforilação oxidativa.
6- Qual a utilidade das coenzimas NADH e FADH2?
As coenzimas NADH e FADH2, são moléculas ricas em energia, que serão utilizadas para produzir ATP.
Na cadeia respiratória, quatro grandes complexos proteicos inseridos na membrana interna da mitocôndria realizam o transporte dos elétrons de NADH e de FADH2 (formados na glicólise e no ciclo de Krebs) ao gás oxigênio, reduzindo-os a NAD+ e FAD, respectivamente. Estes elétrons possuem grande afinidade com o gás oxigênio e, ao combinarem-se a ele, o reduz a moléculas de água ao final da reação.
Os elétrons do NADH e do FADH2, atraídos pelo gás oxigênio, percorrem um caminho por entre os complexos proteicos, liberando neste trajeto uma grande quantidade de energia. A energia liberada pelos elétrons na passagem de uma proteína a outra da cadeia respiratória é chamada de força eletromotiva, e ocasiona a passagem dos íons H+ da matriz mitocondrial para o pequeno espaço entre as membranas da mitocôndria. Altamente concentrados no espaço entre as membranas mitocondriais, estes íons H+ tendem a retornar à matriz mitocondrial, gerando um potencial de difusão denominado força protomotiva. Para que consigam retornar, estes íons têm de passar por um dos complexos proteicos da cadeia respiratória, o sintase do ATP. Nesta reação, a energia mecânica produzida é utilizada para a inserção de um fosfato à molécula de ADP (adenosina difosfato), transformando-o em ATP (adenosina trifosfato), em uma reação denominada fosforilação oxidativa. Contido de energia química, este ATP, ao final do processo, será fornecido a todas as células como fonte de energia para a realização de suas atividades.
7- Quais são os complexos de I até V e como cada um deles atua?
Complexo I: desidrogenase do NADH (oxidoredutase do NADH-ubiquinona)
Complexo II: desidrogenase do succinato (oxidoredutase do succinato-ubiquinona)
Complexo III: Citocromo b-c1 (oxidoredutase da ubiquinona-citocromo c)
Complexo IV: Oxidase terminal ( oxidoredutase do citocromo c-O2)
Complexo V: ATP sintase.
Elétrons do NADH gerados na matriz mitocondrial durante o ciclo Krebs são oxidados pelo complexo I (desidrogenase do NADH), que transfere estes elétrons para a ubiquinona. A enzima desidrogenase do succinato é um componente do complexo II, então os elétrons derivados da oxidação do succinato são transferidas via FADH2 e um grupo de três proteínas ferro-enxofre para o pool da ubiquinona. O complexo III age como um ubiquinol: no complexo IV a oxidoredutase do citocromo c, oxida a ubiquinona reduzida (ubiquinol) e transfere elétrons via centro ferro-enxofre. No complexo V, que corresponde à enzima ATP sintase, os prótons bombeados para o espaço intermembrana, durante o fluxo de elétrons na cadeia respiratória, criam um gradiente de baixo pH (devido à alta concentração de H+) e carga elétrica positiva no espaço intermembrana. A partir dessas diferenças de gradientes há movimentação da bomba de prótons, no sentido do espaço intermembrana para a matriz mitocondrial. Quando os prótons são jogados para o lado de fora da matriz mitocondrial, há a formação de um potencial eletroquímico positivo externo que favorece a passagem dos prótons de volta para a matriz por dentro do complexo V. Nesta passagem há a liberação de calor suficiente para a união do Pi com o ADP para formar o ATP.
8- Qual a função da Coenzima Q (Ubiquinona) e como ela atua?
9- Explique o processo de geração do ATP: como ocorre a formação do gradiente de prótons e a fosforilação do ADP? Explique também do funcionamento das subunidades da ATPase (complexo V). 
10- A fosforilação oxidativa gera como produtos ATP, calor e H2O. Explique.
DESENVOLVA E JUSTIFIQUE TODAS AS SUAS RESPOSTAS!