Bioquimica aula 12- Cadeia respiratória

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Citoplasma
CADEIA RESPIRATÓRIA Disciplina: Bioquímica
Professora: Livia Schell
CADEIA RESPIRATÓRIA
No Ciclo de Krebs, a acetil-CoA é totalmente oxidada a CO2
A oxidação do acetil-CoA, bem como da glicose é 
acompanhada da produção de NADH e FADH2 e de uma 
pequena quantidade de ATP
A maior parte da energia foi conservada no NADH e no 
FADH2
PRODUÇÃO DE ENERGIA
Glicólise Ciclo de Krebs* Total
NADH 2 8 10
FADH2 0 2 2
ATP 2 2 4
*Desde o piruvato
CADEIA RESPIRATÓRIA
NADH e FADH2 precisam liberar seus elétrons:
 Para que a energia nelas conservada seja aproveitada pelas 
células para sintetizar ATP
 Para participar novamente das vias de degradação dos nutrientes
As células aeróbias produzem a maior parte do seu ATP 
pela oxidação das coenzimas NADH e FADH2 pelo O2, 
através de uma cadeia de transporte de elétrons:
Cadeia respiratória
ETAPAS DA CADEIA RESPIRATÓRIA
Primeiro, os elétrons são liberados das coenzimas NADH e 
FADH2 e percorrem uma sequência de transportadores de 
membrana, até atingir o oxigênio
Cadeia transportadora de elétrons
ETAPAS DA CADEIA RESPIRATÓRIA
Enquanto os elétrons passam pelos transportadores, é 
formado um gradiente de prótons (H+):
Concentração de prótons diferente a cada lado da 
membrana interna da mitocôndria
Bombas de prótons
ETAPAS DA CADEIA RESPIRATÓRIA
Esse gradiente de prótons possui uma energia potencial 
grande, que será utilizada para a síntese de ATP, por 
fosforilação de ADP 
Fosforilação oxidativa
TRANSPORTADORES DE MEMBRANA
Os transportadores de membrana estão agrupados em 
cinco complexos:
Complexo I
Complexo II
Complexo III
Complexo IV
Complexo V
Localizados na membrana interna 
da mitocôndria
MITOCÔNDRIA
Espaço 
intermembranoso
ORGANIZAÇÃO DA CADEIA RESPIRATÓRIA
Complexos I a IV:
Parte da cadeia transportadora de elétrons
ORGANIZAÇÃO DA CADEIA RESPIRATÓRIA
Complexo V:
Catalisa a síntese de ATP 
Fosforilação oxidativa
CARREADORES DE ELÉTRONS DA CADEIA RESPIRATÓRIA
Na cadeia respiratória, cada complexo aceita ou doa elétrons, 
que são trocados entre si por carreadores de elétrons
Coenzima Q (CoQ) ou ubiquinona
Citocromo c
CADEIA RESPIRATÓRIA
CADEIA RESPIRATÓRIA
NADH
CADEIA RESPIRATÓRIA
FADH2
COMPLEXO I: NADH-CoQ REDUTASE
Primeira porta de entrada de elétrons 
da cadeia transportadora
Recebe e transfere os elétrons do NADH 
para a CoQ 
1ª bomba de prótons (H+):
Transfere 4 prótons da matriz para o 
espaço intermembranoso 
Coenzima Q
4
COMPLEXO II: SUCCINATO-CoQ REDUTASE
Segunda porta de entrada de elétrons da 
cadeia transportadora
Recebe e transfere os elétrons do FADH2
para a CoQ 
Não funciona como bomba de prótons 
(pouca energia)
FADH2 forma menos ATP do que NADH
FADH2
FAD
COMPLEXO III: CoQ-CITOCROMO C REDUTASE
Transfere os elétrons da CoQ para o 
citocromo c
Segunda bomba de prótons:
Transfere 4 H+ da matriz para o espaço 
intermembranoso
Coenzima Q
4
COMPLEXO IV: CITOCROMO C OXIDASE
Transfere os elétrons do citocromo c 
para o O2, o aceptor final de elétrons 
da cadeia, que se combina com prótons, 
formando H2O
Terceira e última bomba de prótons:
Transfere 2 H+ da matriz para o espaço 
intermembranoso
2
IMPORTÂNCIA DAS BOMBAS DE PRÓTONS
O transporte de elétrons está relacionado com a produção de ATP 
pelo bombeamento de prótons da matriz mitocondrial para o espaço 
intermembranoso:
 Esse processo cria um gradiente de prótons e de pH
Cargas mais positivas e pH mais baixo no espaço intermembranoso 
do que na matriz mitocondrial
A energia gerada por esses gradientes é suficiente para 
impulsionar os prótons de volta à matriz mitocondrial, gerando ATP
V
1ª Bomba 
de prótons
2ª Bomba 
de prótons
3ª Bomba 
de prótons
COMPLEXO V: ATP-SINTASE
 Sintetiza ATP, utilizando a energia do 
gradiente de prótons gerada na cadeia 
transportadora de elétrons
Os prótons do espaço intermembranoso 
retornam à matriz mitocondrial, através 
de um canal na ATP-sintase, resultando 
na síntese de ATP, por fosforilação 
oxidativa do ADP
Fosforilação oxidativa
CADEIA RESPIRATÓRIA
NADH
4 H+ 4 H
+
2 H+
CADEIA RESPIRATÓRIA
FADH2
4 H+
2 H+
SALDO ENERGÉTICO FINAL DA RESPIRAÇÃO CELULAR
Glicólise Ciclo do Ácido
Cítrico*
Total ATP
NADH 2 8 10 10 X 2,5 = 25
FADH2 0 2 2 2 x 1,5 = 3
ATP 2 2 4 4
Total 32
*Desde o piruvato
REVISANDO...
1. Por que as coenzimas NADH e FADH2 precisam liberar seus elétrons na cadeia 
respiratória?
2. Na respiração celular, qual a etapa onde há a maior produção de energia?
3. Em que organela ocorre a maior parte da produção de ATP na célula?
4. Quem é o aceptor final de elétrons na última etapa da respiração celular?
5. Por que a etapa final da cadeia respiratória é conhecida como fosforilação oxidativa?
6. Qual a função dos complexos I a V da cadeia respiratória?
7. Qual a importância das bombas de prótons?
8. Como ocorre a síntese de ATP pela ATP sintase na etapa final da cadeia respiratória?
9. Descreva o que acontece com o piruvato após a glicólise até a produção de ATP na 
fosforilação oxidativa da cadeia respiratória. 
REVISANDO...
10. Sobre a cadeia respiratória, responda: 
a) Qual a função do citocromo C? 
b) Qual a função da coenzima Q (ubiquinona)? 
c) Quem é o aceptor final de elétrons? 
d) Quantos prótons são bombeados a partir de um NADH 
e um FADH2?