Bioenergética

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BIOENERGÉTICA
Metabolismo oxidativo
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Moléculas energéticas
Carboidratos
Lipídeos
Proteínas
Oxidação
Essencial à vida
Oxidação do C e água
Redução do oxigênio
Produção de CO2
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Fosforilação oxidativa
Remoção de elétrons dos substratos (oxidação)
Transferência de elétrons para coenzimas
Transferência dos elétrons para o oxigênio (redução)
A energia originada das reações de óxido-redução é conservada em um composto fosforilado, altamente energético: ADENOSINA TRIFOSFATO - ATP
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Hidrólise do ATP
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Ciclo do ATP
CATABOLISMO
ADP
O2
COMB.
CO2
 H2O
TRABALHO
MECANICO
TRABALHO 
DE TRANSP.
TRABALHO
DE BIOSSINT.
Pi
Pi
Pi
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Conteúdo energético dos alimentos
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Estágios de oxidação de energia
Produção de coenzimas reduzidas durante a oxidação de compostos energéticos
Produção de ATP
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Coenzimas
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Origem coenzimas
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Metabolismo de molecular
Anabolismo = gasto de energia = consumo de ATP
Catabolismo = produção de energia =  ATP 
Aeróbico = presença de O2 = Mitocôndrias = [ ATP]
Anaeróbico = ausência O2 = Citoplasma = [ ATP]
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Mitocôndrias
São organelas subcelulares, essenciais para o metabolismo aeróbico em eucariotos.
Ocorrem reações de oxidação de metabólitos energéticos e a energia obtida é conservada através da síntese de ATP
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Reações de óxido-redução
METABOLISMO
SÍNTESE=ANABOLISMO DEGRADAC.=CATABOLISMO
-ATP 
 + 
-NADH+H+
-NADPH+H+
-FADH2
-FMNH2
-NAD+
-NADP+
-FAD+
-FMN+
COENZ.
REDUZ.
COENZ.
OXIDAD
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Etapas do metabolismo oxidativo
1.Oxidação dos metabólitos energéticos (Ciclo de Krebs) = matriz mitocondrial, produção de coenzimas reduzidas FADH2 e NADH.
2.Oxidação das coenzimas com liberação de elétrons
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Etapas do metabolismo oxidativo
3.Transporte de elétrons através da membrana mitocondrial interna.
4.Transferência de elétrons para o oxigênio, formando água.
5. Formação de um gradiente de H+, na membrana mitocondrial, estimulando a ATP sintetase (ADP:ATP translocase).
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Sistema mitocondrial de transporte de elétrons
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Complexo ATP-sintetase
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Controle respiratório
É o mecanismo através da qual a oxidação e a fosforilação são acoplados e controlados pelas concentrações mitocondriais de ADP
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Controle Respiratório
Necessidade energética
Produção de ATP
Oxidação dos substratos
Transporte de elétrons
Redução do oxigênio
4 é + O2 + 4H2O  2H2O
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Desacopladores
Dissipam o gradiente de prótons, trazendo-os para a matriz mitocondrial desviando a síntese de ATP
Estímulo da respiração
Tentativa de restaurar o gradiente de H+
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Exemplos de desacopladores
Endógenos: termogenina, bilirrubinas, tiroxina
Exógenos: Conservantes e antibióticos (2,4 dinitrofenol, pentaclorofenol, p-cresol, salicilamidas).
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Ação de desacopladores
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Inibidores do metabolismo oxidativo
Inibem os complexos protéicos envolvidos no transporte de elétrons na membrana mitocondrial.
Bloqueio da bomba de H+
Inibição da ATP-sintetase
Redução da produção de ATP
 Incorporação do O2
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Exemplos de Inibidores
Rotenona, Cianeto, monóxido de carbono, antimicina etc.
Atractilato (toxinas de plantas e fungos), antibióticos e veneno = inibidores da ADP:ATP translocase
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Mecanismos de inibição
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Hidrólise de ATP é a força motriz 
empurrando reações endergônicas
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Acoplamento de reações permite realização
de reações endergônicas 
Glicose + Pi Glicose 6-fosfato + H20 DG0’ = 13.8 kJ/mol
DG0’ = 13.8 kJ/mol + (-30.5 kJ/mol) = - 16.7 kJ/mol
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Outros compostos fosforilados de alta energia
Alta energia < -25 kJ/mol
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Reações de Óxido-Redução 
Ared Aox + e-
Box + e- Bred
pares redox
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NAD é o principal carreador de elétrons 
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Metabolismo pode ser dividido em
catabolismo e anabolismo
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Organização das vias metabólicas
Catabolismo
tende a convergir
Anabolismo
tende a divergir
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O metabolismo é compartimentalizado
- Criação de gradientes de concentração
- Separação de anabolismo e catabolismo
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Vias metabólicas são reguladas 
para evitar desperdício
Primeira etapa é que limita fluxo pela via
Enzima 1 é uma enzima alostérica