Aula RESPIRAÇAO (1)

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 METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Fisiologia da respiração
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Fisiologia da respiração
Processos para a oxidação da glicose
 Processo glicolítico ou glicólise.
 Ciclo dos ácidos tricarboxílicos ou Ciclo de Krebs.
 Cadeia transportadora de elétrons.
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Fisiologia da respiração
1 - 3 mm
0,5 - 1,0 mm
Mitocôndria
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Fisiologia da respiração
Mitocôndria
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Fisiologia da respiração
Mitocôndria
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Fisiologia da respiração
Glicólise
 Local citosol
 Substrato glicose
 Produtos ácido pirúvico, NADH e ATP
Papel: 
	→ produção de energia na forma de ATP (= 2 ATPs)
	→ redução do NAD+
	→ formação de vários “esqueletos” carbônicos que 	serão utilizados em rotas biossintéticas de outros 	compostos (ex: celulose, lignina, ácidos nucléicos)
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Glicólise
Taiz & Zeiger (2004) Plant Physiology
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Glicólise
Taiz & Zeiger (2004) Plant Physiology
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Glicólise
G = -30,5 kJ mol-1
Taiz & Zeiger (2004) Plant Physiology
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Glicólise
Taiz & Zeiger (2002) Plant Physiology
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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C6H12O6    2 C3H3O3 + 2 NADH + 2 ATP
Balanço da etapa Glicolítica
Fisiologia da respiração
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Rota Oxidativa das Pentoses Monofosfatadas (ROPM)
Fisiologia da respiração
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
- Ocorre no citosol paralelamente ao processo glicolítico, tem como substrato à glicose-6P; 
 •  80 – 80% → rota glicolítica
 •  15 – 20% → ROPM
 
- Tem o papel de redução do NADP+ no citosol; 
- Formação de Ribose 5P (síntese de DNA e RNA) e Eritrose 4P.
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Rota Oxidativa das Pentoses Monofosfatadas
Fisiologia da respiração
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Fisiologia da respiração
Intermediários para outras rotas biossintéticas
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Fisiologia da respiração
Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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History 
Discovered by Hans Krebs in 1937
He received the Nobel Prize in physiology or medicine in 1953 for his discovery
Forced to leave Germany prior to WWII because he was Jewish
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Fisiologia da respiração
Ciclo de Krebs
 Local matriz mitocondrial
 Substrato ácido pirúvico 
 Produtos CO2, ATP, NADH e FADH2
Papel: 
	→ produção de energia na forma de ATP (= 2 ATPs)
	→ redução do NAD+ e FAD+
	→ formação de vários “esqueletos” carbônicos que 	serão utilizados em rotas biossintéticas de outros 	compostos (ex: clorofilas, carotenóides, giberelinas)
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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CAT
Taiz & Zeiger (2004) Plant Physiology
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Fisiologia da respiração
Intermediários para outras rotas biossintéticas
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Respiração
Transportadores na membrana mitocondrial
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Cadeia Transportadora de Elétrons Mitocondrial
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Fisiologia da respiração
Cadeia Transportadora de Elétrons
 Local crista mitocondrial
 Eventos 
→ re-oxidação de NADH e FADH2
	→ fluxo de elétrons do NADH e FADH2 para o O2
	→ formação do gradiente de potencial eletroquímico
	
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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CTEM
Lehningher et al (2004) Principles of Biochemistry
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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CTEM
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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CTEM
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Balanço da produção de ATP na CTE
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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CTEM
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CTEM
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CTEM
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CTEM
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Bloqueadores da CTEM
Buchanan et al. (2000) Biochemistry & Molecular Biology of Plants
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Oxidase alternativa
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
Buchanan et al. (2000) Biochemistry & Molecular Biology of Plants
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Potencial de Oxi-redução da CTEM 
Approximate positions of the components of the respiratory chain on the redox potential scale. Release of energy drives proton translocation at three sites on the chain: between Complex I and ubiquinone (UQ); between UQ and cytochrome c; and between cytochrome c and O2. 
Buchanan et al. (2000) Biochemistry & Molecular Biology of Plants
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Desacoplador natural da CTEM
Taiz & Zeiger (2006) Plant Physiology
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Desacoplador exógeno da CTEM
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Termogênese (Aráceas)
 Sauromatum guttatum
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Possível papel termogênico
Genes de UcPs de plantas, em geral, têm expressão aumentada pelo frio 
Envolvimento da UcP nos processos de maturação de frutos climatéricos (em associação com AOX)
Possível relação com proteção contra estresse oxidativo
Possíveis funções da UcP
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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UcP X AOX
Ambas são consideradas sistemas dissipadores de energia, interferindo com a magnitude do potencial de membrana (ΔΨ)
A atuação da AOX resulta em formação de menor ΔΨ, enquanto a UcP dissipa parte do ΔΨ formado pela operação normal da CTE
Ambas podem estar envolvidas com a geração de calor e a redução na formação de espécies reativas de oxigênio
AOX interfere diretamente com o transporte de elétrons, afetando o estado de redução do reservatório de ubiquinonas e a concentração de O2 no interior da mitocôndrias
UcP regula o transporte de elétrons indiretamente e a carga energética, por meio de um controle fino de ΔΨ em relação ao status energético global da célula
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Ambas reduzem o DmH+ diminuindo a produção de ATP
Regulação por ácidos graxos livres segue em direção oposta:
 Ác. Graxos   UcP
 Ác. Graxos   AOX
UcP X AOX
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Glicólise
X
Ciclo de Krebs
X
CTEM 
Buchanan et al. (2000) Biochemistry & Molecular Biology of Plants
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Respiração
Regulação da Atividade Respiratória
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Fatores que Interferem na Atividade Respiratória
 Intrínsecos à planta
 
 Do ambiente
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
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Fatores que Interferem na Atividade Respiratória
- Tecidos meristemáticos apresentam altas taxa respiratória;
- A taxa respiratória de tecidos vegetativos, geralmente, decresce do ápice (meristema) para as regiões diferenciadas;
- Em tecidos vegetativos maduros, o caule, geralmente, apresenta taxas respiratórias mais baixas que folhas e raízes; 
- Entre folhas e raízes a taxa é variável dependendo da espécie e das condições sob as quais as plantas estão crescendo;
- Em tecidos maduros, a taxa respiratória permanece constante até um certo tempo quando começa a decrescer com a idade do tecido até cair acentuadamente com a senescência.
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
 Intrínsecos à planta
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Fatores que Interferem na Atividade Respiratória
- Exceção ao padrão é a elevação da taxa respiratória, conhecida como climatério, que acompanha o começo da maturação de muitos frutos (ex. abacate, maçã, banana) e a senescência em folhas e flores destacados. 
(MGV-03102): METABOLISMO RESPIRATÓRIO
 Intrínsecos à planta
Tempo
Respiração
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Fatores que Interferem na Atividade Respiratória
 Do ambiente
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