bio I - Cadeia respiratória

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Cadeia transportadora de 
elétrons 
Cadeia transportadora de elétrons
Cadeia transportadora de elétrons
�A fosforilação oxidativa é o ponto culminante do metabolismo
produtor de energia em organismos aeróbicos
�Todos os passos oxidativos na degradação de carboidratos,
gorduras ou aminoácidos convergem neste estágio final da
respiração celular, no qual a energia de oxidação guia a síntese
de ATPde ATP
�Nos eucariotos a fosforilação oxidativa ocorre na mitocôndria
� Envolve a redução de O2 em H2O com elétrons doados por
NADH e FADH2
Cadeia transportadora de elétrons
As reações de transferência de elétrons ocorrem na mitocôndria
Cadeia transportadora de elétrons
�Os elétrons são convergidos para aceptores universais de elétrons
�A fosforilação oxidativa começa com a entrada de elétrons na
cadeia respiratória ( NAD+ (P) e FAD+ (FMN))
Cadeia transportadora de elétrons
�Os elétrons passam através de uma série de carreadores ligados a
membranas: ubiquinonas, citocromos e proteínas ferro-enxofre
Figura: ubiquinona
Figura: grupos prostéticos de citocromos
Figura: Centros ferro-enxofre
Cadeia transportadora de elétrons
�Os elétrons passam através de uma série de carreadores ligados a
membranas
Cadeia transportadora de elétrons
�Os elétrons passam através de uma série de carreadores ligados a
membranas
Figura: Método para determinar a seqüência de carreadores de elétrons
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos
�Os carreadores de elétrons da cadeia respiratória estão organizados
em complexos supramoleculares embebidos em membranas
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos
�Os carreadores de elétrons da cadeia respiratória estão organizados
em complexos supramoleculares embebidos em membranas
Figura: caminho de transferência dos
elétrons do NADH, succinato, acil-CoA
graxo e glicerol 3-fosfato para a
ubiquinona
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos
�Complexo I (NADH:ubiquinona oxidorredutase): NADH até ubiquinona
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos
�Complexo I (NADH:ubiquinona oxidorredutase): NADH até ubiquinona
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos
�Complexo II (succinato desidrogenase): FADH2 até ubiquinona
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos
�Complexo II (succinato desidrogenase): FADH2 até ubiquinona
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos
�Complexo II (succinato desidrogenase): FADH2 até ubiquinona
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos
�Complexo III (complexo citocromo bc1): é da UQ para citocromo b
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos
�Complexo III (complexo citocromo bc1): é da UQ para citocromo b
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos
�Complexo IV (citocromo oxidase): citocromo c até O2
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos
�Complexo IV (citocromo oxidase): citocromo c até O2
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos.
�A energia da transferência de elétrons é eficientemente conservada em
um gradiente de prótons
Os é fluem dos componentes
de menor potencial de
redução para os de maior
potencial de redução
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos.
�Mitocôndria de plantas tem mecanismos alternativos para oxidação de
NADH
�Tecido adiposo marrom de recém-nascidos: proteína termogenina
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos.
�Síntese de ATP
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos.
�Síntese de ATP
� ATP sintase
Fig. Complexo ATP sintase 
mitocondrial
Fig. Modelo de ligação 
para ATP sintase Rotação de F0 e γγγγ demonstrado 
experimentalmente
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos.
�Síntese de ATP
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos.
�Sistema de lançadeira de elétrons
Fig. Lançadeira malato-aspartato
Cadeia transportadora de elétrons
�Os carreadores de elétrons funcionam em complexos
multienzimáticos.
�Sistema de lançadeira de elétrons
Fig. Lançadeira glicerol 3-fosfato
Cadeia transportadora de elétrons
�Regulação da fosforilação oxidativa
Cadeia transportadora de elétrons
�Regulação da fosforilação oxidativa
�A fosforilação oxidativa é regulada pelas necessidades energéticas da
célula
�A cadeia transportadora de elétrons é regulada pela disponibilidade dos
substratos, NADH, FADH2, ADP, Pi e oxigênio. Assim, ela e a fosforilação
oxidativa estarão inibidas nas seguintes situações:
a) NADH/NAD+ – baixa – nesta situação o poder redutor é baixo e existe
uma baixa concentração de doadores de elétrons para a CTE.
ATP/ADP – alta – nesta situação a carga energética da célula é alta, e,
portanto, a síntese de ATP não precisa ser estimulada.
O2 – baixo – o oxigênio é o aceptor final dos elétrons e, na ausência dele, os
transportadores ficam saturados e não são mais capazes de aceitar novos
elétrons, paralisando a cadeia transportadora.
É por isso que precisamos respirar oxigênio.
Cadeia transportadora de elétrons