Fosforilação oxidativa e Cadeia

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Fosforilação oxidativa e Cadeia 
de transporte de elétrons
Otto
Objetivo
• Compreender o funcionamento da cadeia de transporte de elétrons 
acoplada a fosforilação oxidativa.
• Em várias vias metabólicas ocorre a transferência de elétrons e
prótons (H+) para as coenzimas oxidadas (NAD+ e FADH) as quais
ficam na forma reduzida (NADH e FADH2).
• Estas coenzimas reduzidas transportam os elétrons e os prótons até a
matriz da mitocôndria para que ocorra a síntese de ATP.
• Ao chegar na matriz mitocondrial os prótons são bombeados para o
espaço intermembrana, sendo assim a membrana voltada para o
espaço intermembrana fica com carga positiva.
• Os elétrons transportados pelas coenzimas NADH e FADH2 são
entregues para as proteínas presentes na membrana interna da
mitocôndria. Estes elétrons passam de uma proteína para a outra,
sendo assim, a proteína que recebe torna-se reduzida que em seguida
passa o elétrons para a próxima proteína que agora torna-se oxidada,
e assim por diante. Esta cadeia é chamada de CADEIA DE
TRANSPORTE DE ELÉTRONS que é formada pelos Complexos I, II, III,
IV, coenzima Q e citocromo C, sendo que o aceptor final de elétrons é
o oxigênio. Portanto, a membrana voltada para a matriz mitocondrial
fica com carga negativa.
• A DIFERENÇA DE CARGA ELÉTRICA GERADA PELOS ELÉTRONS E
PRÓTONS TRANSPORTADOS PELAS COENZIMAS NADH E
FADH2 GERAM UMA DIFERENÇA DE POTENCIAL ELETROQUÍMICO NA
MEMBRANA INTERNA DA MITOCÔNDRIA.
• O alimento ingerido irá gerar energia. Parte desta energia é
importante para formar calor pelo processo chamado TERMOGÊNESE
e a outra parte forma a energia química em forma de ATP (adenosina
trifosfato).
• Devido a diferença de potencial eletroquímico os prótons (H+),
passam do espaço intermembrana para a matriz mitocondrial
utilizando para isso uma proteína de canal chamada ATP SINTASE
que tem função enzimática. Ela usa a energia gerada pela passagem
dos prótons pelo canal de membrana para ligar grupamentos fosfato
na molécula de ADP, formando uma enorme quantidade de ATP. Este
processo chama-se FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA.
• Cada NADH libera energia para a formação de 2,5 à 3 ATP, e cada
FADH2 libera energia para a formação de 1,5 à 2 ATP.
• Uma enorme quantidade de ATP produzido por esse processo é
utilizada todos os dias para que nossas células possam armazenar
energia, transportar nutrientes e sais através de sua membrana
plasmática, transmitirem mensagens químicas entre uma célula e
outra e para que nossos músculos possam se contrair e propiciar
todos os nossos movimentos.
• A cadeia de transporte de elétrons e a fosforilação oxidativa são 
processos acoplados
• Se ocorrer interrupção na cadeia de transporte de elétrons a
fosforilação oxidativa também é interrompida. Por isso, são processos
acoplados, ou seja um depende do outro para funcionar.
• Existem alguns componentes que são inibidores da cadeia de
transporte de elétrons.
• A tabela abaixo mostra alguns desses inibidores.
INIBIDOR COMPLEXO
Rotenona (inseticida) I
Malonato (inibidor da succinato 
desidrogenase)
II
Antimicina A (antibiótico) III
Cianeto (CN-) e monóxido de carbono 
(CO)
IV
• Desacopladores: DNP (2,4 dinitrofenol) e UCP (Uncoupling protein)
• O DNP (2,4 dinitrifenol) é um desacoplador, ou seja permite que a CADEIA DE
TRANSPORTE DE ELÉTRONS FUNCIONE e interrompe a FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA.
• No passado muitos trabalhadores apresentavam uma síndrome grave causando um
quadro de febre alta e óbito. Foi verificado que está síndrome estava associada ao ácido
pícrico (trinitrofenol) que faz parte da classe de substância que apresentava a
característica de desacoplador, sendo assim, ocorria diminuição drástica na síntese de
ATP e morte.
• O dinitrifenol chegou a ser usado como droga para emagrecimento. O princípio
metabólico se baseava na característica do DNP em diminuir a síntese de ATP, sendo
assim, o organismo do indivíduo iria buscar uma nova fonte de energia quebrando, ou
seja, o tecido adiposo e consequentemente provocando o emagrecimento. Porém, o
tratamento foi logo abandonado por levar a alguns eventos fatais e, além disso, foi
considerado mutagênico.
•
• No tecido adiposo marrom, mas precisamente na membrana interna da
mitocôndria encontramos uma proteína desacopladora, chamada UCP1
(Uncoupling protein). Esta proteína está envolvida com a termogênese, sendo
importantes para mamíferos recém-nascidos, os seres humanos, animais
adaptados a clima frio, hibernantes ou não. Nos seres humanos adultos a UCP1
não é encontrada, pois este tecido regride com o aumento da idade. Porém
outros subtipos de UCPs são encontradas, como as, UCPs 1, 2, 3, 4, 5, distribuídas
por vários tecidos com funções fisiológicas específicas.
• Algumas situações estimulam as UCPs, como o frio, o exercício físico, o alimento e
a gravidez. Este estímulo ocorre por hormônios para estimular a produção de
calor.
• Estas UCPs vem sendo o alvo de estudos sobre a obesidade. Pois se os
pesquisadores conseguirem estimular moderadamente esta proteína ocorrerá
perda de massa adiposa.
Videos
Cadeia de Transporte de elétrons
https://www.youtube.com/watch?v=8zJjoJgNV-g
https://www.youtube.com/watch?v=vZz-KLK-X40
https://www.youtube.com/watch?v=8zJjoJgNV-g
https://www.youtube.com/watch?v=vZz-KLK-X40
Videos
Via glicolítica
https://www.youtube.com/watch?v=XS3kjh1MNNs
https://www.youtube.com/watch?v=TSNLYJAWwvc
Ciclo de Krebs
https://www.youtube.com/watch?v=Yq5ByiSFJjw
https://www.youtube.com/watch?v=WXHpTHb1MQM]
https://www.youtube.com/watch?v=XS3kjh1MNNs
https://www.youtube.com/watch?v=TSNLYJAWwvc
https://www.youtube.com/watch?v=Yq5ByiSFJjw
https://www.youtube.com/watch?v=WXHpTHb1MQM