Ciclo de Ácido Cítrico

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Prof. Dr. Foued S. Espindola 
Laboratório de Bioquímica e Biologia Molecular - LABIBI
Campus Umuarama - Bloco 2E-39 A
Fone-Fax: 0XX34-32182477 - 32182203
E-mail: foued@ufu.br
UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Bioquímica – odontologia
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
A fermentação é uma degradação parcial dos 
açúcares que ocorre sem O2
A respiração aeróbica consome moléculas 
orgânicas e O2 e produz ATP
Colheita de energia a partir da glicose por 
meio da respiração celular tem três etapas:
- Glicólise (quebra da glicose em duas 
moléculas de piruvato)
- O ciclo do ácido cítrico (completa a 
degradação da glicose)
- Fosforilação oxidativa (responsável pela 
maioria da síntese de ATP)
2
RESPIRAÇÃO CELULAR: 
COLETANDO ENERGIA QUÍMICA
O Processo da respiração celular
The Citric Acid Cycle:
Tricarboxylic Acid Cycle 
Roundabouts, or traffic circles, function as hubs to facilitate traffic flow. The citric acid
cycle is the biochemical hub of the cell, oxidizing carbon fuels, usually in the form of acetyl
CoA, as well as serving as a source of precursors for biosynthesis. [(Above) Chris
Warren/International Stock.]
Mader: Biology 8th Ed.
Figure 9.5 An introduction to electron transport chains
Mader: Biology 8th Ed.
Mitochondrion Structure and 
Function
Mader: Biology 8th Ed.
Figure 7.17 The mitochondrion, site of cellular respiration
Mader: Biology 8th Ed.
Figure 9.2 A review of how ATP drives cellular work
Mader: Biology 8th Ed.
Figure 9.4 NAD+ as an electron shuttle
Mader: Biology 8th Ed.
Glucose Breakdown
GERAÇÃO DE: ATP, NADH, FADH2
ESTAGIO 1 DA RESPIRAÇÃO
ESTÁGIO 2 DA RESPIRAÇÃO
Geração de mais
NADH, FADH2 e 
um GTP
Figure 9.UN05
Glycolysis (color-coded teal throughout the chapter)1.
Pyruvate oxidation and the citric acid cycle
(color-coded salmon)
2.
Oxidative phosphorylation: electron transport and
chemiosmosis (color-coded violet)
3.
Figure 9.6-1
Electrons
carried
via NADH
Glycolysis
Glucose Pyruvate
CYTOSOL MITOCHONDRION
ATP
Substrate-level
phosphorylation
Figure 9.6-2
Electrons
carried
via NADH
Electrons carried
via NADH and
FADH2
Citric
acid
cycle
Pyruvate
oxidation
Acetyl CoA
Glycolysis
Glucose Pyruvate
CYTOSOL MITOCHONDRION
ATP ATP
Substrate-level
phosphorylation
Substrate-level
phosphorylation
Figure 9.6-3
Electrons
carried
via NADH
Electrons carried
via NADH and
FADH2
Citric
acid
cycle
Pyruvate
oxidation
Acetyl CoA
Glycolysis
Glucose Pyruvate
Oxidative
phosphorylation:
electron transport
and
chemiosmosis
CYTOSOL MITOCHONDRION
ATP ATP ATP
Substrate-level
phosphorylation
Substrate-level
phosphorylation
Oxidative 
phosphorylation
Uma visão geral da respiração celular
• A fosforilação oxidativa é responsável por quase 
90% do ATP gerado pela respiração celular
• Uma pequena quantidade de ATP é formado na 
glicólise e o ciclo de ácido cítrico por fosforilação 
de nível de substrato (~ 10%)
• Para cada molécula de glicose degradado em CO2 
e água pela respiração, a célula obtém ~ 32 
moléculas de ATP
Uma visão geral do ciclo do ácido 
cítrico
• O ciclo do ácido cítrico é o eixo central do metabolismo da célula.
• É a porta de entrada para o metabolismo aeróbio de qualquer 
molécula que pode ser transformada em um
• grupo acetilo ou
• ácido dicarboxílico.
• O ciclo é também uma importante fonte de percursores para:
• as formas de armazenamento de combustíveis
• os blocos de construção de muitas outras moléculas
• aminoácidos,
• bases nucleotídicas
• colesterol, e porfirina (componente orgânico do heme).
Uma visão geral do ciclo do ácido cítrico
• A glicólise produz piruvato na extremidade
• Piruvato tem muitos destinos, dependendo das condições celulares ie
• etanol Fermentação
• A produção de lactato
• gliconeogenesis
• O piruvato é empurrado para dentro da mitocôndria por um 
antiporter que transporta piruvato em troca de um grupo OH
• Dentro das mitocôndrias o piruvato é oxidado e decaroboxilado em 
acetil-CoA pelo complexo piruvato desidrogenase
• Acetil Co A entra no ciclo TCA e produz NADH, FADH2 e GTP
Uma visão geral do ciclo do ácido cítrico
• O NADH e FADH2 produzidos durante o ciclo de TCA são 
então utilizados pela cadeia de transporte de elétrons para 
a colheita de energia.
• A energia gerada pelo ciclo de TCA em associação com ETC 
fornece a maior parte da energia.
• O ciclo TCA é um processo estritamente aeróbio como NAD 
+ e FAD + precisa ser regenerado através ETC para 
continuar este processo
• A função do ciclo do ácido cítrico é a remoção de electrons
de alta energia a partir de combustíveis de carbono
Figure 9.8
Energy Investment Phase
Glucose
2 ADP  2 P
4 ADP  4 P
Energy Payoff Phase
2 NAD+  4 e  4 H+
2 Pyruvate  2 H2O 
2 ATP used
4 ATP formed
2 NADH  2 H+
Net
Glucose 2 Pyruvate  2 H2O 
2 ATP
2 NADH  2 H+2 NAD+  4 e  4 H+
4 ATP formed  2 ATP used
Oxidação do Piruvate a Acetil CoA
• Antes de o ciclo de ácido cítrico pode começar, piruvato
devem ser convertidos em acetil coenzima A (acetil-CoA), 
que liga a glicólise para o ciclo do ácido cítrico
© 2011 Pearson Education, Inc.
• O ciclo do ácido cítrico, também chamado 
de ciclo de Krebs, completa a quebra do 
piruvato a CO2
• O ciclo oxida combustível orgânico 
derivado a partir de piruvato, gerando um 
ATP, 3 NADH e FADH2 1 por ciclo
Ciclo do ácido cítrico
Figure 9.11
Pyruvate
NAD
NADH
+ H Acetyl CoA
CO2
CoA
CoA
CoA
2 CO2
ADP + P i
FADH2
FAD
ATP
3 NADH
3 NAD
Citric
acid
cycle
+ 3 H
O modo de ação da rodenticina fluoroacetato. O fluoroacetato, comercialmente preparado para o controle de 
roedores, também é produzido por uma planta sulafricana. Após entrar na célula, o fluoroacetato é convertido 
a fluoroacetil-CoA em uma reação catalisada pela enzima actato-tiocinase:
• O efeito tóxico do fluoroacetato foi estudado em um experimento utilizando o coração isolado e intacto 
de rato. Após o coração ser perfundido com fluoroacetato 0,22mM, as taxas medidas de captação de 
glicose diminuíram, e glicose-6-fosfato e frutose-6-fosfato ficaram acumuladas. O exame dos 
intermediários do ciclo do ácido cítrico revelou que estas concentrações estavam abaixo do normal, 
exceto pelo citrato, com uma concentração 10 vezes maior do que o normal.
• (a) Onde ocorreu bloqueio do ciclo do ácido cítrico? O que causou o acumulo de citrato e o esgotamento 
dos outros intermediários? 
• (b) A fluoroacetil-CoA é enzimaticamente transformada pelo ciclo do ácido cítrico. Qual é a estrutura do 
produto final do metabolismo do fluoroacetato? 
• Por que ele bloqueia o ciclo do ácido cítrico?
• Como a inibição pode ser superada?
• (c) Nos experimentos de perfusão cardíaca, por que a captação de glicose e a glicólise diminuíram? 
Porque as hexoses monofosfataladas se acumularam?
• (d) Por que o fluoroacetato é um veneno letal?
Estudos sobre respiração em mitocôndrias isoladas. 
A respiração celular pode ser estudada em mitocôndrias 
isoladas pela medida do consumo de oxigênio sob diferentes 
condições. Se 0,01 M de malonato de sódio é adicionado a 
mitocôndrias respirando ativamente utilizando piruvato
como fonte de combustível, a respiração rapidamente para e 
um intermediário metabólico se acumula.
• (a) Qual é a estrutura deste intermediário?
• (b) Explique por que ele acumula.
• (c) Explique por que o consumo de oxigêniopara.
• (d) Além da remoção do malonato, como esta inibição da 
respiração pode ser superada? Explique.
Estímulo do consumo de oxigênio por oxaloacetato e malato. 
No inicio dos anos de 1930, Albert Szent-Gyorgyi publicou a 
interessante observação de que a adição de pequenas quantidades de 
oxaloacetato ou malato a suspensões de um macerado no músculo 
peitoral de pombo estimulava o consumo de oxigênio da preparação. 
Surpreendentemente, a quantidade de oxigênio consumida era cerca 
de sete vezes maior do que a quantidade necessária para a oxidação 
completa ( a CO2 e H2O) do oxaloacetato ou malato adicionado. 
a)Por que a adição de oxaloacetato ou malato estimula o consumo de 
oxigênio?
b) Por que a quantidade de oxigênio consumida era tão maior do que a 
quantidade necessária para oxidar completamente o oxaloacetato ou 
malato adicionado?
• Após a glicólise e o ciclo de ácido cítrico, o NADH e FADH2 
conta para a maioria da energia extraída a partir de 
alimentos
• Estas duas transportadoras de elétrons doar elétrons para a 
cadeia de transporte de elétrons, que a síntese de ATP 
poderes via fosforilação oxidativa
Durante a fosforilação oxidativa, a 
quimiosmose acopla o transporte 
de elétrons à síntese de ATP
• Transferência de elétrons na cadeia de transporte de 
elétrons faz com que as proteínas possam bombear H + 
da matriz mitocondrial para o espaço intermembranar
• H +, então move-se para através da membrana, e passa 
através do portão, o ATP sintase
• ATP sintase usa o fluxo exergônica de H + para conduzir a 
fosforilação da ATP
• Este é um exemplo de quimiosmose, a utilização de 
energia de um gradiente de H + para conduzir trabalho 
celular
Quimiosmose: O Mecanismo de 
Acoplamento de Energia
Figure 9.14
INTERMEMBRANE SPACE
Rotor
Stator
H
Internal
rod
Catalytic
knob
ADP
+
P i ATP
MITOCHONDRIAL MATRIX
O stator representa a parte 
estacionária de um sistema de 
rotor, encontrado em rotores 
biológicas
Este diagrama mostra como uma 
proteína motora é usada como um 
rotor, que utiliza a energia de ions
de hidrogênio para gerar energia 
para converter ADP em ATP
Contabilizando a produção de ATP 
pela respiração celular
• Durante a respiração celular, mais energia flui nesta 
seqüência:
• glicose NADH, cadeia de transporte de elétrons, 
força próton motiva, ATP
• Cerca de 34% da energia de uma molécula de 
glicose é transferida para o ATP durante a 
respiração celular, fazendo ~ 32 ATP
© 2011 Pearson Education, Inc.
Como resultado da glicólise, oxidação do piruvato, e o 
ciclo de Krebs, apenas uma pequena parte da energia 
de glicose foi convertido em ATP. De que forma o 
resto da energia utilizável encontrado nesta fase do 
processo?
• O resto da energia utilizável é 
armazenado como FADH2, e NADH.
• 2 FADH2 são produzidos durante o 
ciclo de Krebs.
• A energia livre armazenada nessas 
moléculas é liberada durante 
quimiosmose e ETC.
The Long Version (Reactions 
1-5): 1: Acetyl-CoA brings its 2 
carbons and joins with 
oxaloacetate to produce 
citrate.
2-3: Isomerization of citrate 
to isocitrate.
4-5: Oxidation reactions 
that result in CO2. Each 
oxidation reaction is 
coupled to a reduction 
reaction that produces one 
molecule of NADH.
Continued…
The Long Version (Reactions 
6-9):
6: Substrate-level 
phosphorylation occurs in a 
complex reaction involving 
GTP to produce one 
molecule of ATP.
7: Oxidation reaction is 
coupled to a reduction 
reaction to produce one 
molecule of FADH2.
8-9: Regeneration of 
oxaloacetate from a coupled 
redox reaction produces one 
molecule of NADH. 
NADH and FADH2 will be 
used to produce ATP in the 
oxidative phosphorylation 
pathway.
• Per acetyl-CoA
– 3 NADH
– 1 FADH2
– 1 ATP (SLP)
– 2 CO2 
• Per glucose
– 6 NADH
– 2 FADH2
– 2 ATP (SLP)
– 4 CO2 
The Result:
PORTANTO: 
No final de Krebs
• Todos os átomos de carbono originados da glicose 
foram oxidados a CO2.
• Energia livre é armazenada em ATP e coenzimas 
NADH e FADH2.
The Citric Acid Cycle Is a Source of 
Biosynthetic Precursors
• Although TCA is primarily provides ATP for 
energy but it also provides intermediates for 
biosynthesis
• It provides intermediate for synthesis of:
– Amino acids
– Fatty acids ands sterols
– Purines and pyrimidines
– Porphyrins, heme and chlorphyll
A síntese de oxaloacetato pelo ciclo do ácido 
cítrico. 
O oxaloacetato é formado na ultima etapa do ciclo 
do ácido cítrico pela oxidação do L-malato, 
dependente de NAD+. 
a)A síntese líquida de oxaloacetato a partir de 
acetil-CoA poderia ocorrer com o uso somente de 
enzimas e cofatores do ciclo do ácido cítrico, sem o 
esgotamento dos intermediários do ciclo? 
Explique. 
b)Como o oxaloacetato que é desviado do ciclo 
(para reações biossintéticas) é reposto?
• A síntese comercial de ácido cítrico. O ácido cítrico é utilizado como agente flavorizante em refrigerantes, 
sucos de frutas e em muitos outros alimentos. Ao redor do mundo, o mercado do ácido cítrico está 
estimado em centenas de milhões de dólares por ano. A produção comercial utiliza o fungo Aspergillus
Níger, que metaboliza a sacarose sob condições cuidadosamente controladas.
• (a) O rendimento do ácido cítrico depende muito da concentração de Fe Cl3 no meio de cultura, como 
indicado no gráfico. Por que o rendimento decresce quando a concentração de Fe3+ está acima ou abaixo 
do valor ótimo de 0,5 mg/L? 
• (b) Escreva a sequencia de reações pelas quais Aspergillus Níger, sintetiza ácido cítrico a partir de sacarose. 
Escreva um equação para a reação global.
• (c) O processo comercial requer que o meio de cultura seja aerado, Isto é, o processo é uma fermentação 
ou um processo aeróbico? Explique.
O QUE APRENDEMOS 
NO CAPITULO 16
• Ciclo do ácido cítrico é um importante processo catabólico: faz 
GTP, e cofatores reduzidos que poderia render ATP
• O ciclo de ácido cítrico desempenha papéis importantes 
anabólicos na célula
• Um grande enzima de subunidades múltiplas, complexo 
piruvato desidrogenase, converte piruvato em acetil-CoA
• Vários co-fatores estão envolvidos nas reações que aproveitam 
a energia do piruvato
• As regras da química orgânica ajudam a racionalizar as reações 
do ciclo de ácido cítrico
O objectivo da respiração é para produzir o ATP.
- A energia é libertada a partir da reação de oxidação sob a forma de electrons
- Elétrons são transportados por transportadores de elétrons (por exemplo, NAD +) para uma 
cadeia de transporte de elétrons
- Energia do elétron é convertida em ATP na cadeia de transporte de elétrons
Uma visão geral das operações da cadeia de transporte de elétrons? 
Dois compartimentos mitocondriais formada por duas membranas 
de bicamada. Os círculos azuis representam ETC, incorporada entre 
os dois compartimentos na membrana (a membrana mitocondrial 
interna) embutidos nesta membrana está a enzima ATP sintase
(rosa)
VISÃO DO PROCESSO
80
Respiração Anaeróbica
• usa diferentes 
carreadores 
elétrons do que o
O2 
• produz menos 
energia porque 
E0 de receptor de 
elétrons é menos 
positivo do que 
E0 de O2 Table 9.1
The P:O Ratio
molecules of ADP phosphorylated
P:O ratio = -----------------------------------------
atoms of oxygen reduced 
• Translocation of 3H+ required by ATP synthase for 
each ATP produced
• 1 H+ needed for transport of Pi, ADP and ATP
• Net: 4 H+ transported for each ATP synthesized
Regulação
• Taxa global de fosforilação oxidativa depende de 
disponibilidade do substrato e da demandade 
energia celular
• Substratos importantes: NADH, O2, ADP
• Em relação intramitocondrial eucariotas ATP / ADP 
é um mecanismo de controle secundário
• Alta proporção inibe a fosforilação oxidativa como 
ATP liga-se a uma subunidade do complexo IV
Na glicólise + ciclo de TCA:
2 ATPs e 2 GTP foram feitas para cada glicose que 
começamos!
Isso é patético!
Total oxidação da glicose a CO2 deve produzir energia 
suficiente para muito mais ATP!
Para onde vai o resto da energia?
Foi usado principalmente para reduzir o NAD + para 
NADH.
Inner mitochondrial membrane
Outer mitochondrial membrane
H+ H+
H+
H+
H+H+H+
H+H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
ADP + Pi ATP
Electron 
Transport
Chain
ATP
synthase
complex
Components of ATP synthase
 



H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+H+
H+
F
0
F
1
Matrix
Cytosole
ADP + Pi ATP
Mechanism of ATP Synthesis
http://www.dnatube.com/video/104/ATP-synthase
A CTE E A SÍNTESE DE ATP
• É a montagem de enzimas respiratórias 
ou proteínas transportadoras 
encontrados na membrana interna e 
nas cristas das mitocôndrias de células 
eucarióticas e da membrana plasmática 
da célula procariótica.
• Os diferentes componentes da cadeia 
de transporte de elétrons são NAD, FAD, 
Co-Q, Cit-b, Cyt.-c1, c2 Cyt.-Cyt.-a, Cyt.-
a3.
• NAD e FAD são receptores de 
nucleotídeos e hidrogênio. Co-Q é o 
composto orgânico complexo e receptor 
de hidrogênio.
• Qual é a fosforilação?
• O que é fosforilação 
oxidativa?
TRANSPORT OF ELECTRONS FROM NADH
TO OXYGEN
G° = -n F E°
Where
n = number of electrons transferred
F = Faraday constant (23,062 calories/volt/mole)
E° = standard redox potential of the electron
acceptor – the standard redox potential of the
electron donating pair
NAD+/NADH E° = -0.32 v
1/2 O2/ H2O E° = +0.82 v
G° = - 2 x 23,062 x 1.14
 = - 52,581 calories
Since the G° for hydrolysis of ATP is about
7300 calories, it may be anticipated that the
oxidation of NADH can be coupled to the
synthesis of several molecules of ATP.
Complex I Complex III Complex IV
Complex II Complex III
Electron transfer from
Complexes I and II
INIBIDORES DA CTE
DESACOPLADORES 
DA CTE
Uncouplers
Fig 19-34
Uncouplers
Fig 19-34
Other ways to waste energy
Bypassing the proton pumps leads 
to production of heat instead of ATP
Problema
As mitocôndrias de um 
paciente oxidam NADH 
independentemente de 
ADP está presente. A 
razão P: O para a 
fosforilação oxidativa
mitocondrial por este 
paciente é inferior ao 
normal. Predizer os 
sintomas prováveis ​​deste 
distúrbio.
Inhibitor Func tion
FCCP proton ionophore
Malona te preven ts oxidation o f succ inate
Cyanid e inhibits electron transport
Atractylate inhibits the ADP-ATP translocase
Oligomycin inhibits the ATP synth ase
Butylmalonate blocks the uptake of succ inate by mit ochond ria
Atribuir cada inibidor para um dos
traços de oxigênio no lado direito (o eixo y
é [O2]; mitocôndrias isoladas;
succinato é a fonte de electrons)
As bactérias não têm mitocôndrias. Bactérias usam a fosforilação 
oxidativa para fazer ATP?
A) Não. Uma vez que as bactérias não têm mitocôndrias, por isso 
eles devem fazer sua ATP pela glicólise.
B) Sim. A maioria das bactérias usam uma cadeia de transporte de 
elétrons para o transporte de prótons através de uma membrana.
Resposta: Sim - As bactérias têm um espaço intermembranar entre a sua 
membrana interna (plasma) e uma membrana externa.
A fosforilação oxidativa é feito usando uma cadeia de transferência de 
elétrons e ATP sintase incorporado em sua membrana plasmática.
As mitocôndrias contêm muitas cópias dos complexos I, II, III, IV e ATP 
sintase, embalados juntos, para que eles trabalhem juntos de forma 
eficiente.
Membrana interna 
mitocondrial com ATP 
sintases e complexos 
ET.
Todas estas membranas internas mitocondriais são repletos 
com muitos ATP sintases. Isso é um monte de capacidade 
geradora de ATP!
ATP sintase produz cerca de 200 ATPs por segundo.
A parte de cada rotor ATP sintase gira a cerca de 4.000 rpm.
Lehninger 
Biochemistry
Resumo do metabolismo da glicose, como foi feito por organismos 
heterotróficos, como os seres humanos, leveduras, E. coli:
Reação geral:
Figure 10-1
In October 2003 Aidan Quinn 
was pulled over in Waterville 
after police spotted him driving 
his rented Chevy Impala 
erratically. 
A Breathalyzer test revealed that Quinn's blood alcohol content 
exceeded the state's .08 legal limit. 
Case Study
2 Cr2O7
2- + 3 C2H5OH + 16 H
+ --> 
4 Cr3+ + 3 CH3COOH + 11 H2O
Alcohol is oxidized; dichromate 
undergoes a color change.
Redox Reactions
Cr2O7
2- + 14 H+ +6 e- --> 2 Cr3+ + 7 H2O
C2H5OH + H2O --> CH3COOH + 4 e
- + 4 H+
Reduction (cathode);
 = 1.33 V
Oxidation (anode);
 = 0.058 V
cell = 1.33 V - 0.058 V = 1.27 V
G’ = -nFcell
Half Reactions
ATP é feita através de fosforilação oxidativa, alimentado
pela energia livre liberada a partir de transferência de
elétrons do NADH para O2.
a) Dados os seguintes potenciais de redução, calcule a
energia livre padrão disponível a partir deste processo.
NAD + + H + + 2 e- NADH E '° = -0,32 V
1/2 O2 + 2 H + + 2 e- H2O E '° = 0,82 V
b) Se 2,5 ATP são sintetizados por par de elétrons
transferidos, Qual é a eficiência do processo?
Para resolver
TRANSPORTADORES E LANÇADEIRAS
• Compartimentalização dos componentes do ciclo do acido cítrico. A isocitrato-
desidrogenase é encontrada apenas na mitocondria, mas a malato-desidrogenase é 
encontrada tanto no citosol quanto na mitocondria. Qual o papel da malato-
desidrogenase citosolica?
• O sistema de transporte do malato-α-cetoglutarato. O sistema de transporte que 
conduz malato e α-cetoglutarato através da membrana mitocondrial interna é 
inibido por n-butilmalonato. Suponha que o n-butilmalonato seja adicionado a uma 
suspensão aeróbia de células renais usando exclusivamente glicose como 
combustível. Preveja o efeito deste inibidor em (a) glicólise, (b) consumo de 
oxigênio, (c) formação de lactato, (d) síntese de ATP.
Taxa de renovação do ATP em músculo cardíaco de ratos. O músculo cardíaco de ratos operando 
aerobicamente obtém mais de 90% das suas necessidades de ATP via fosforilação oxidativa. 
Cada grama de tecido consome oxigénio em uma velocidade de 10 μmol/min, com glicose 
como fonte de combustível.
• (a) Calcule a velocidade de consumo de glicose e produção de ATP pelo músculo cardíaco.
• (b) Para uma concentração de ATP em equilíbrio estacionário de 5 μmol/g de tecido 
muscular cardíaco, calcule o tempo necessário (em segundos) para repor completamente o 
conjunto (pool) celular de ATP. O que este resultado indica sobre a necessidade de estreita 
regulação da produção de ATP? (Nota: as concentrações são expressas como micromoles
por gramas de tecido muscular porque o tecido é principalmente água).
A taxa de quebra do ATP em músculo de voo de insetos. A produção de ATP no músculo de voo 
da mosca Lucilia sericata resulta quase que exclusivamente da fosforilação oxidativa. Durante o 
voo, 187 mL de O2/hora . g de peso corporal são necessários para manter a concentração de 
ATP de 7,0 μmol/g de musculo. Considerando que o músculo de voo compreende 20% do peso 
da mosca, calcule a taxa de reposição do conjunto de ATP no músculo de voo. Quanto tempo 
duraria o reservatório de ATP na ausência da fosforilação oxidativa? 
Considere para o cálculo que os equivalentes redutores são transferidos pela lançadeira do 
glicerol – 3 – fosfatoe que o O2 está a 25º C e a 101,3 KPa (1atm).
Altos níveis de alanina no sangue associados 
a defeitos na fosforilação oxidativa.
A maioria das pessoas com defeitos 
genéticos na fosforilação oxidativa tem 
concentrações relativamente altas de 
alanina no sangue. 
Explique isso em termos bioquímicos.
O efeito Pasteur. Quando o oxigênio é adicionado a uma 
suspensão anaeróbica de células consumindo glicose em 
muita alta velocidade, esta velocidade diminui 
marcadamente a medida que o oxigênio é consumido e o 
acumulo de lactato cessa. Este efeito, primeiramente 
observado por Louis Pasteur na década de 1860, é 
característico da maioria das células capazes tanto de 
catabolismo aeróbico quanto anaeróbico de glicose.
• (a)Por que o acumulo de lactato cessa depois que o 
oxigênio é adicionado?
• (b)Por que a presença de oxigênio diminui a taxa de 
consumo de glicose?
• (c)De que forma o inicio do consumo de oxigénio reduz a 
taxa de consumo de glicose? Explique em termos de 
enzimas específicas.
Doença mitocondrial e câncer. Mutações nos genes que 
codificam certas proteínas mitocondriais estão associadas a 
uma alta incidência de alguns tipos de câncer. De que forma 
mitocôndrias com defeitos podem levar ao câncer?
Gravidade variável de uma doença mitocondrial. Pessoas com 
uma doença causada por um defeito especifico no genoma 
mitocondrial podem ter sintomas que variam de moderados a 
graves. Explique por quê
O diabetes como consequência de defeitos mitocondriais. A glicocinase
é essencial para o metabolismo da glicose em células beta 
pancreáticas. Os humanos com duas cópias defeituosas do gene da 
glicoquinase exibem diabete neonatal grave, enquanto que aqueles 
com apenas uma cópia defeituosa do gene tem uma forma bem mais 
moderada da doença ( diabete juvenil com inicio na maturidade, 
MODY2, de mature onset diabetes of the young). Explique esta 
diferença em termos da biologia das células beta.
Efeitos das mutações no complexo II mitocondrial. Mudanças em um 
único nucleotideo no gene da sucinato – desidrogenase (complexo II) 
estão associados a tumores carcinoides do intestino médio. Sugira um 
mecanismo para explicar esta observação.