Cadeia bioquimica

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CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS E CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS E 
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVAFOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
GLICÓLISE
CICLO DE 
KREBS
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
• Sintetiza ATP às custas da oxidação de coenzimas – FADH2 e NADH
• Essas coenzimas reduzidas são produzidas na GLICÓLISE e CICLO DE
KREBS
• Na síntese de ATP estão envolvidas: a CADEIA TRANSPORTADORA DE
ELÉTRONS e a enzima ATP SINTASE
• Ambos localizados na membrana interna da mitocôndria
CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
ou Cadeia Respiratória
Ciclo de 
Krebs
ATP
Sintase
Cadeia 
Transportadora 
de Elétrons
Membrana externa – livremente
permeável a moléculas pequenas e
íons. Contém proteínas denominadas
porinas.
Membrana interna – Impermeável.
Contém proteínas da cadeia
respiratória e outras proteínas
transportadoras para entrada e
saída de moléculas.
Cristas – Estrutura da membrana
altamente dobrada, aumentando a
área da superfície.
Matriz - Muito rica em proteínas.
Contém as enzimas do Ciclo de
Krebs, piruvato desidrogenase,
enzimas das vias de oxidação dos
lipídios e proteínas, DNA e
ribossomos.
Espaço intermebranas –
composição similar à do citoplasma
ESTRUTURA DA MITOCÔNDRIA
Espaço intermembranas
Mitocôndria
Retículo Endoplasmático
•A Oxidação das Coenzimas é feita pela CADEIA DE TRANSPORTE DE
ELÉTRONS, localizada na membrana interna da Mitocôndria
•A Cadeia Transportadora de Elétrons (ou Cadeia Respiratória) é
composta por 6 componentes, nesta ordem: Complexo I, Complexo II,
Coenzima Q (ou Ubiquinona), Complexo III, Citocromo c e Complexo IV.
Membrana 
Interna
Membrana 
Externa
COMPONENTES DA CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
COMPONENTES DA CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
Complexo II Complexo III Complexo IV
Ubiquinona 
Q (UQ)
Citocromo C
Complexo I
COMPLEXO I – denominado NADH-coenzima Q-redutase
Contém várias proteínas 
• O Complexo I é um complexo enorme formado por 26 cadeias polipeptídicas. A estas
cadeias estão associadas: uma coenzima FMN e 6 ou 7 centros Ferro-Enxofre (Fe-S),
ligados às proteínas.
•Primeira porta de entrada de elétrons na cadeia – via NADH
• O NADH transfere os elétrons para a FMN, que reduz para FMNH2, esta transfere
para os centros FE-S e este para a Coenzima Q: CoQ � CoQH2 ou QH2
•A transferência de elétrons provoca a saída de prótons da matriz para o espaço
intermembranas
COMPLEXO I – denominado NADH-coenzima Q-redutase
Contém várias proteínas 
Centros Ferro-Enxofre (Fe-S)
Ubiquinona ou Coenzima Q
• Coenzima hidrossolúvel que se movimenta na membrana interna
da mitocôndria transportando elétrons dos Complexos I e II para
o complexo III.
2H+
2e-
CoQ Oxidada
CoQ Reduzida
COMPLEXO II – denominado Succinato-Coenzima Q-Redutase 
Contém várias proteínas
•Segunda porta de entrada de elétrons na cadeia respiratória – via FADH2
•O complexo II contém centros Fe-S e a coenzima FAD
•O FADH2 passa elétrons para proteínas Fe-S e estes para a CoQ CoQH2
FADH2 + CoQ FAD + CoQH2
COMPLEXO III – denominado Coenzima Q-citocromo c-redutase 
Contém várias proteínas e dois citocromos b
Complexo 2Complexo 2Complexo 2
FADH2
•A CoQH2 transfere os elétrons 
para o Complexo III.
•Nesta reação, os elétrons passam
da CoQH2 para os citocromos b do
complexo III. Em seguida os
elétrons são transferidos para o
Citocromo c.
• Os prótons da CoQH2 são
lançados para o espaço
intermembranas.
•Além dos prótons da CoQH2,
ocorre a transferência de mais
dois prótons da matriz para o
espaço intermembranas durante a
interação da CoQ com o Complexo
III.
CITOCROMO C
• Citocromos são proteínas que contém grupos heme. Existem vários
tipos de citocromo: a, b, c.
Grupo HemeCitocromo c
Complexo 2Complexo 2Complexo 2
FADH2
Complexo 2Complexo 2Complexo 2
FADH2
Citocromo c
Citocromo c
Citocromo c – Proteína pequena que contém grupo Heme, exposta
na superfície da membrana interna da mitocôndria. Movimenta-se
levando elétrons para o Complexo IV
Complexo IV – Citocromo c oxidase, contém dois citocromos 
(a e a3) e dois íons cobre
•O Complexo IV contém 2
citocromos do tipo a (a e a3) e dois
íons cobre (Cu), associados aos
citocromos. Todos participam do
transporte de elétrons.
•O complexo IV é o responsável pela
doação de 4 elétrons para a
molécula de O2, que ligando-se a
prótons da matriz mitocondrial,
converte-se em 2 H2O.
•No Complexo IV também ocorre o
bombeamento de prótons da matriz
para o espaço intermembranas
•A água formada pelo transporte de
elétrons do Complexo IV para o O2
é chamada de água metabólica.
Na passagem dos elétrons pelos transportadores da cadeia, prótons são
bombeados para fora da membrana interna da mitocôndria
ATP Sintase
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
• A fosforilação oxidativa refere-se à fosforilação do ADP a ATP, utilizando a
energia liberada pelas reações de óxido-redução durante o transporte de
elétrons através da cadeia transportadora.
• Teoria Quimiosmótica:
A energia do transporte de elétrons é utilizada para bombear prótons
para fora da matriz mitocondrial � formação de um GRADIENTE DE
PRÓTONS, ou seja, uma concentração diferente de prótons dentro e fora da
membrana.
Além disso, a face interna da membrana (voltada para a matriz) fica
mais negativa do que a parte voltada para o espaço intermembranas (a face
interna fica negativa e a parte de fora positiva) � GRADIENTE ELÉTRICO
Gradiente de pH: concentração de prótons
maior no espaço intermembranas.
Gradiente elétrico: matriz mitocondrial
negativa em relação ao espaço
intermebranas.
FORÇA 
PRÓTON-MOTRIZ
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
• O retorno dos prótons ao interior da
mitocôndria é um processo
espontâneo, a favor do gradiente
eletroquímico, que libera energia �
ENERGIA PRÓTON MOTRIZ, capaz
de levar à síntese de ATP.
• Como a membrana interna é
impermeável a prótons, estes só
podem voltar à matriz através de
sítios específicos da membrana
interna, constituídos pelo complexo
sintetizador de ATP � a ATP
SINTASE
• A força próton-motriz é
suficientemente grande para
promover a síntese de ATP.
Síntese de ATP
• Os prótons bombeados para fora da membrana interna da mitocôndria,
RETORNAM para a matriz da mitocôndria através de um canal formado
pela enzima ATP sintase.
• Ao voltar para a matriz mitocondrial, ocorre liberação de energia que é 
utilizada para a síntese de ATP numa reação catalisada pela ATP sintase.
Este processo é denominado Fosforilação Oxidativa
ADP + Pi ATPATP sintase
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Rendimento Energético
Para cada NADH oxidado, a variação de energia livre
permite sintetizar 2,5 moles de ATP.
Para cada FADH2 oxidado, a variação de energia
livre permite sintetizar 1,5 moles de ATP.
• Cada NADH que se oxida fornece energia para síntese de 2,5 ATP
• Cada FADH2 que se oxida fornece energia para síntese de 1,5 ATP.
Etapas Coenzimas
sintetizadas
ATP
sintetizado
ATP 
sintetizados
na 
Fosforilação 
Oxidativa
Glicólise
Glicose�2 piruvato
2 NADH = 5 ATP 2 ATP 7
2 Piruvato � 2 Acetil-CoA 2 NADH = 5 ATP 0 5
Ciclo de Krebs
2 Acetil-CoA � 4 CO2
6 NADH = 15 ATP
2 FADH2 = 3 ATP 2 ATP
15
5
Total 28 ATP 4 ATP 32 ATP
RENDIMENTO ENERGÉTICO
TECIDO ADIPOSO MARROM
•Tecido adiposo muito rico em
mitocôndrias
•Encontrado na maioria dos
mamíferos recém nascidos,
(inclusive bebês humanos), no
dorso do pescoço e em animais
hibernantes (urso pardo)
•TERMOGENINA: Contém uma
proteína na membrana interna da
mitocôndria.
•Não produz ATP, somente calor,