Aula 09 ciclo Krebs Cadeia respiratória e fosforilação oxidativa

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Ciclo do ácido cítrico 
 ou 
tricarboxílico 
CICLO DE KREBS 
Como a energia é armazenada na 
célula? 
Nas ligações fosfato da molécula de ATP. 
ATP - Adenosina tri-fosfato 
• Armazena nas suas ligações fosfatos a 
 energia liberada na quebra da glicose. 
 
• Quando a célula precisa de energia para 
 realizar alguma reação química, as 
 ligações entre os fosfatos são 
 quebradas, energia é liberada e utilizada 
 no metabolismo celular. 
É uma substância orgânica não protéica necessária ao 
 funcionamento de certas enzimas. 
 
 
A parte protéica de uma enzima chama-se apoenzima. 
 
 
Uma coenzima pode se destacar de sua respectiva apoenzima 
 para designar função específica 
 NAD e FAD, ambas coenzimas de holoenzimas 
 desidrogenases. 
 
Coenzima 
Aceptores intermediários de H+ 
• NAD – nicotinamida adenina dinucleotídeo 
 É uma coenzima que apresenta dois estados de oxidação: 
 
 NAD+ (oxidado) 
 NADH (reduzido). 
 
 
A forma NADH é obtida pela redução do NAD+ com dois elétrons e 
aceitação de um (H+). 
 
Quimicamente é um composto orgânico (coenzima B3) encontrado 
nas células de todos os seres vivos, usado como "transportador de 
elétrons" nas reações metabólicas de oxi-redução, tendo um papel 
preponderante na produção de energia para a célula. 
Aceptores intermediários de H+ 
• FAD – flavina adenina dinucleotídeo 
 
• é um cofator capaz de sofrer ação redox, presente em diversas 
 reações importantes no metabolismo. 
• Apresenta-se em dois estados de oxidação: 
 
 FAD+ (oxidado) 
 FADH2 (reduzido). 
 
• O FADH2 é uma molécula transportadora de energia metabólica, 
 sendo utilizada como substrato na fosforilação oxidativa 
 mitocondrial. 
 
 
NAD FAD 
São aceptores intermediários de hidrogênio, ligando-se a prótons H+ 
 “produzidos” durante as etapas da respiração e cedendo-os para 
 o oxigênio, que é aceptor final de hidrogênios. 
Aceptores intermediários de H+ 
Ác. pirúvico 
Mitocôndria 
Mitocôndria 
• Formada por 2 membranas. 
 
• Membrana externa é lisa e controla a entrada/saída de 
 substâncias da organela. 
 
• Membrana interna contém inúmeras pregas chamadas cristas 
 mitocondriais, onde ocorre a cadeia transportadora de 
 elétrons. 
 
• Cavidade interna é preenchida por uma matriz viscosa, onde 
 podemos encontrar várias enzimas envolvidas com a 
 respiração celular, DNA, RNA e pequenos ribossomos. 
 
• É nessa matriz mitocondrial que ocorre o ciclo de Krebs. 
Ciclo de Krebs 
• Ocorre na matriz mitocondrial. 
 
• Todo carbono responsável pela formação do 
 acetil é degradado em CO2 que é 
 então liberado pela célula, caindo na 
 corrente sanguínea. 
Ciclo de Krebs 
• São liberados vários hidrogênios, que são então 
 capturados pelos NAD e FAD, 
 transformando-se em NADH e FADH2. 
 
• Ocorre também liberação de energia 
 resultando na formação de ATP. 
Glicogênio 
Glicose 1 P 
Glicose 6 P 
Piruvato 
Pentoses 
Lactato 
Frutose 
Maltose 
Galactose 
Ciclo 
de 
 Krebs 
Citoplasma 
CO2 
2H+ 
Acetil CoA 
Mitocôndria 
ATP 
2H+ 
ATP 
Glicose 
ATP 
Glicólise produz 2 piruvatos 
(2 acetil CoA) 
O rendimento de 1 molécula de 
 glicose então será: 
 
Assim o ciclo roda 2 vezes 
para cada glicose 
Respiração celular 
 
 é o processo de conversão 
 das ligações químicas de 
moléculas ricas em energia que 
poderão ser usadas nos processos 
vitais; 
Compreende: 
 
- Glicólise; 
 
- Ciclo de Krebs 
 
- Cadeia respiratória e 
 fosforilação oxidativa 
Cadeia de transporte de 
elétrons 
 
e 
 
Fosforilação oxidativa 
 
Cadeia respiratória: é uma etapa da respiração celular. 
 Esta etapa ocorre nas cristas mitocondriais, onde se encontram 
transportadores proteicos com diferentes graus de afinidade para os 
elétrons. 
As moléculas de NADH e de FADH2, anteriormente formadas, 
 transferem os elétrons que transportam para as proteínas 
 (Citocromos) da cadeia transportadora de elétrons. 
 
 
Ao longo da cadeia respiratória ocorre libertação gradual de energia, à 
 medida que os elétrons passam de um transportador para outro. 
 
 
Esta energia libertada vai ser utilizada na síntese de moléculas de ATP, a 
 partir de ADP+Pi, dissipando-se alguma sobre a forma de calor. 
Cada molécula de NADH permite a síntese de três moléculas de ATP, 
 enquanto que a molécula de FADH2 apenas permite a síntese de 
 duas moléculas de ATP. 
 
 
 
No final da cadeia transportadora, os elétrons são transferidos para um 
 aceptor final - oxigênio, que capta dois prótons H+, formando-se 
 uma molécula de água. É responsável pela maior parte de ATP da 
 célula. 
Cadeia Transportadora de Elétrons 
• ocorre nas cristas mitocondriais. 
 
• Também chamado de Fosforilação Oxidativa. 
 
• É um sistema de transferência de elétrons 
provenientes do NADH e FADH2 até a 
molécula de oxigênio. 
Cadeia Transportadora de Elétrons 
• Processo no qual NADH e FADH2 irão transferir seus elétrons 
 adquiridos ao longo do processo para uma série de proteínas 
 bombeadoras de íons H+ dispostas ao longo da 
 membrana interna da mitocôndria. 
 
– Ao transferir os elétrons , o NADH e o FADH2 transferem 
energia necessária para o bombeamento de íons H +. 
 
• Estas proteínas transportadoras irão transportar os elétrons 
 recebidos até o O2 (aceptor final de elétrons) e formar a 
 molécula de água. 
 
• O transporte de H+ gera um gradiente de concentração entre a 
matriz e o espaço intermembranar (> H+) 
Água 
Fosforilação 
oxidativa 
NADH 
FADH2 
Ciclo do Ácido 
Cítrico 
2 acetil CoA 
2 ATP 
4 ATP 
2 ATP GLICÓLISE 
GLICOSE 
2 PIRUVATO 
2 PIRUVATO 
CO2 
oxigênio 
CITOSOL 
Fosforilação oxidativa 
 
é um processo metabólico no qual haverá a utilização da energia 
 transferida por elétrons provenientes das moléculas de NADH 
 e FADH2 para fosforilar moléculas de ADP, gerando ATP. 
Cadeia de transporte de elétrons mitocondrial 
I - Complexo NADH Desidrogenase 
III - Complexo bc1 
IV - Complexo 
citocromo oxidase 
Ubiquinona Citocromo c 
2 H+ 
 H+ NADH+ + 
NAD 
 4H+ 
 4H+ 
2 H+ 
½ O2 + 2 H+ H2O 
O processo de oxidação do NADH pelo oxigênio é catalisado por 3 complexos 
proteicos (I, III e IV) que usam a energia libertada no processo oxidativo para 
bombear (contra gradiente) protons da matriz da mitocôndria para o espaço 
intermembranar. 
Cadeia 
Transportadora 
de Elétrons FAD+ NAD+ 
CO2 
H2O 
Ciclo 
de 
 Krebs 
2H+ 
CO2 
2H+ 
Acetil CoA 
Mitocôndria 
GTP 
H2O + CO2 + 2 e
- + 2H+ + ½ O2 ATP 
Glicogênio 
Glicose 1 P 
Glicose 6 P 
Piruvato 
Glicose 
Pentoses 
Lactato 
Frutose 
Maltose 
Galactose 
Citoplasma 
ATP 
2H+ 
ATP 
ATP 
Respiração Aeróbica 
• processo pelo qual a glicose é degradada 
 em CO2 e H2O na presença de oxigênio. 
 
• Rendimento  é maior do que na 
 fermentação  38 ATPs por molécula 
 de glicose quebrada. 
• Fases: 
1. Anaeróbia (glicólise): não necessita de 
 oxigênio para ocorrer e é realizada no 
 citoplasma. 
 
2. Aeróbia (ciclo de Krebs e cadeira 
 transportadora de elétrons): requer e 
 presença de oxigênio e ocorre dentro 
 das mitocôndrias 
Respiração Aeróbica 
• Equação geral: 
 
 
Respiração Aeróbica 
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 38 ATP