Lista 4 - Transporte de elétrons e cadeia respiratória

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Transporte de elétrons e cadeia respiratória 
 
1. Por que o ATP só pode ser sintetizado em três locais bem definidos da cadeia 
respiratória? 
 
2. Usando os dados da Tabela 2 calcular o Gº para a reação de oxidação do succinato 
a fumarato pelo NAD
+
 e pelo FAD. Em função dos valores obtidos, explicar por que, 
fisiologicamente, a reação catalisada pela desidrogenase succínica tem como aceptor de 
elétrons o FAD e não o NAD
+
. 
 
3. A adição de oligomicina a uma preparação de mitocôndrias diminui marcadamente a 
velocidade de transporte de elétrons bem como a produção de ATP. Adicionando-se em 
seguida o dinitrofenol observa-se uma aumento na velocidade de transporte de elétrons 
sem contudo ocorrer mudança na velocidade de formação de ATP. Explicar a ação da 
oligomicina. 
 
4. De acordo com a Tabela 2, o potencial redox padrão da reação de redução do O2 até 
H2O, em condições fisiológicas, é 0,816 V. Como se explica que nos livros textos de 
Química Geral, o potencial dessa reação é 1,23 V? 
 
5. Os grupos prostéticos (heme) dos citocromos existentes nas mitocôndrias apresentam 
estruturas idênticas. Entretanto, os potenciais redox dos diferentes citocromos diferem 
de mais de 0,2 V. Qual seria o motivo dessa variação? 
 
6. Na via glicolítica, a reação da desidrogenase succínica produz FADH2 em contraste 
com todas as demais que produzem NADH. Baseando-se nos valores de energia livre 
padrão da reação, explicar por que isso ocorre. 
 
7. Nas folhas de espinafre, existe uma série de transportadores de elétrons constituídos 
pelas moléculas apresentadas a seguir. Predizer qual será a provável seqüência desses 
transportadores sistema de transporte de elétrons. Qual é o oxidante mais forte? E o 
redutor mais forte? Onde é mais provável ocorrer a sintese de ATP nesse sistema de 
transportadores? 
 
a) citocromo b6 (Fe
+2
/citocromo b6 (Fe
+3
) Eo= - 0,060 V 
b) citocromo f (Fe
+2
/citocromo f (Fe
+3
) Eo= 0,365 V 
c) ferridoxina (red)/ferridoxina (ox) Eo= - 0,432 V 
d) FRS (red)/FRS (ox) Eo= - 0,600 V 
e) plastocianina (red)/plastocianina (ox) Eo= 0,400 V 
 
8. Se a valinomicina, um ionóforo para K
+
, for adicionada a uma preparação de 
mitocôndrias que respiram ativamente, a produção de ATP diminui, a velocidade de 
consumo de oxigênio aumenta, ocorre liberação de calor e o gradiente de H
+
 através da 
membrana interna da mitocôndria aumenta. Nessas condições, a valinomicina atua 
como um inibidor ou como um desacoplador da cadeia respiratória? 
 
9. Algumas pessoas compram tabletes que contém superóxido dismutase, uma enzima 
que segundo alguns autores diminui a velocidade do processo de envelhecimento. 
Considerando-se a função e o local de ação dessa enzima existe algum fundamento 
bioquímico razoável para se ingerir tais comprimidos? 
10.(Desafio) Durante a transferência de elétrons na cadeia respiratória, somente a 
porção quinona da ubiquinona é reduzida de uma forma cetônica para uma fenólica 
enquanto a cadeia lateral isoprenóide permanece inalterada.Qual seria a função dessa 
cadeia lateral? 
 
 
 
Tabela 2: Potenciais redox padrão 
 
Eo (V) 
½ O2 + 2 H
+
 + 2 e  H2O 0,876 
Fe
3+
 + e  Fe2+ 0,771 
cit a3 (Fe
3+
) + e  cit a3 (Fe
2+
) 0,550 
nitrato + 2 H
+
 + 2 e  nitrito + H2O 0,400 
½ O2 + H2O + 2 e  H2O2 0,300 
cit a (Fe
3+
) + e  cit a (Fe2+) 0,290 
cit c (Fe
3+
) + e  cit c (Fe2+) 0,250 
metahemoglobina (Fe
3+
) + e  hemoglobina (Fe2+) 0,139 
ubiquinona + 2 H
+
 + 2 e  ubiquinol.H2 0,100 
dehidroascorbato + 2 H
+
 + 2 e  ascorbato 0,060 
metamioglobina (Fe
3+
) + e  mioglobina (Fe2+) 0,046 
fumarato + 2 H
+
 + 2 e  succinato 0,030 
FAD + 2 H
+
 + 2 e  FADH2 0 
piruvato + NH3 + 2 H
+
 + 2 e  alanina -0,130 
-cetoglutarato + NH3 + 2 H
+
 + 2 e  glutamato + H2O - 0,140 
acetaldeido + 2 H
+
 + 2 e  etanol - 0,163 
oxaloacetato + 2 H
+
 + 2 e  malato - 0,175 
piruvato + 2 H
+
 + 2 e  lactato - 0,190 
1,3 difosfoglicerato + 2 H
+
 + 2 e  G3P + Pi - 0,290 
acetoacetato + 2 H
+
 + 2 e  -hidroxibutirato - 0,290 
NAD+ + 2 H
+
 + e  NADH + H+ - 0,320 
NADP + 2 H
+
 + e  NADPH + H+ - 0,320 
piruvato + CO2 + 2 H
+
 + 2 e  malato - 0,330 
-cetoglutarato + CO2 + 2 H
+ 
+ 2 e  isocitrato - 0,380 
acetil CoA + 2 H
+ 
+ 2 e  acetaldeido + CoA - 0,410 
CO2 + 2 H
+
 + 2 e  formiato - 0,420 
ferridoxin (Fe
3+
) + e  ferridoxin (Fe2+) - 0,432 
gluconato + 2 H
+
 + 2 e  glicose + H2O - 0,450 
3 fosfoglicerato + 2 H
+
 + 2 e  G3P + H2O - 0,550 
acetato + 2 H
+
 + 2 e  acetaldeido - 0,600 
succinato + CO2 + 2 H
+
 + 2 e  -cetoglutarato + H2O - 0,670 
acetato + CO2 + 2 H
+
 + 2 e  piruvato - 0,700