ciclo_de_krebs_2011.2.doc

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 CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO E TRANSPORTE DE ELÉTRONS
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
REAÇÕES DE OXIDAÇÃO-REDUÇÃO
( Reações redox (ganho e perda de elétrons);
(Elétrons são transferidos de um doador para um aceptor;
( Agente redutor – subst. oxidada – perde elétrons;
( Agente oxidante – subst. reduzida – ganha elétrons;
 Oxidação de açúcares fornece energia para os organismos 
 realizarem seus processos vitais.
A oxidação de um composto orgânico necessita de um aceptor de elétrons.
Em organismos aeróbicos, os elétrons são transferidos para o O2.
Átomos de carbono são oxidados a CO2 e os elétrons transferidos a carreadores (oxidados pelo O2).
VISÃO GERAL DO CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
( É anfibólico;
( Ocorre na mitocôndria, enquanto que a glicólise ocorre no citosol;
( Série de 8 reações que oxida os grupos acetila do acetil-CoA;
( Rendimento do ciclo: Duas moléculas de CO2,
 Três moléculas de NADH,
 Uma molécula de FADH2,
 Um composto de alta energia (GTP ou ATP)
( A maioria das enzimas está presente na matriz mitocondrial;
( Os grupos acetila são oxidados a partir de várias fontes (piruvato, ácidos graxos, aminoácidos) – Centro do Metabolismo Celular;
( O efeito resultante de cada volta do ciclo é a oxidação de um grupo acetil e a formação de 2 moléculas de CO2;
( Os intermediários do ciclo são precursores da biossíntese de outros compostos;
( A oxidação de um grupo acetil a duas moléculas de CO2 necessita da transferência de 4 pares de elétrons:
 A redução de 3 NAD+ para 3 NADH gera 3 pares de elétrons;
 A redução do FAD para FADH2 carreia o quarto par;
( A energia é recuperada na forma de GTP ou ATP
ESTRUTURA DA MITOCÔNDRIA
Visão geral do metabolismo oxidativo dos combustíveis orgânicos
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
REAÇÕES ANAPLERÓTICAS
( Anfibólico:
 Catabólico – envolvido na degradação e principal sistema de conservação de energia;
 Anabólico – utilização de intermediários como reagentes para reações anabólicas;
( Produção de aminoácidos (malato), carboidratos, vitaminas, nucleotídeos, heme;
( Os intermediários devem ser renovados para manter a natureza catalítica do ciclo;
( CONCEITO: 
Reações que renovam o Ciclo do Ácido Cítrico
TRANSPORTE DE ELÉTRONS
( Ocorre na membrana interna da mitocôndria;
( Reações acopladas à síntese de ATP;
( A energia liberada pela oxidação dos nutrientes é usada sob a forma de ATP;
( A produção de ATP na mitocôndria é resultado da fosforilação oxidativa;
( A CTE conduz a um bombeamento de prótons (íons hidrogênio) através da membrana mitocondrial interna – gradiente de prótons;
( As moléculas de NADH e FADH2 (glicólise e ciclo do ácido cítrico), transferem os elétrons para o O2;
( O oxigênio, último aceptor de elétrons, é reduzido a água;
Finalização do processo na qual a glicose é totalmente oxidada em CO2 e H2O
( A CTE é constituída por 4 Complexos Enzimáticos inseridos na membrana mitocondrial interna;
( Os elétrons são conduzidos ao longo da membrana de um complexo ao outro até combinarem-se com o O2 e formar 2 H2O;
GRADIENTE DE PRÓTONS NA MEMBRANA MITOCONDRIAL INTERNA
COMPLEXOS:
Complexo I: NADH-CoQ oxidorredutase – transporta os elétrons do NADH à coenzima Q;
Complexo II: Succinato-CoQ oxidorredutase - transporta os elétrons do succinato à coenzima Q;
Complexo III: CoQH2-citocromo c oxidorredutase - transporta os elétrons da CoQH2 ao citocromo c;
Complexo IV: citocromo c oxidase – catalisa a etapa final do transporte de elétrons: transferência de elétrons do citocromo c ao oxigênio.
CADEIA MITOCONDRIAL DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Durante a transferência de elétrons via CTE, prótons são bombeados através da membrana interna para estabelecer um gradiente de prótons e de carga.
Gradiente eletroquímico na membrana mitocondrial interna
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( A energia do gradiente eletroquímico é convertida em energia química armazenada no ATP pelo movimento de prótons pela ATP-sintase.
( ATP-sintase = complexo protéico oligomérico que atravessa a membrana interna e projeta-se para dentro da matriz mitocondrial;
Complexo ATP-sintase
( Porção F0 – localizada na membrana (4 cadeias polipeptídicas);
( Porção F1 – projeta-se para dentro da matriz (5 cadeias polipeptídicas – sítio de síntese de ATP);
SISTEMA DE COMPARTIMENTOS PARA A FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Diagrama dos compsrtimentos submitocondriais. Esferas representam a localização do domínio F1 da ATP-sintase.�CORRELAÇÕES CLÍNICAS
( ENVENENAMENTO POR CIANETO
 ( Inalação de cianeto de hidrogênio gasoso ou ingestão de cianeto de potássio ocasiona uma rápida e extensa inibição da CTE, na etapa da citocromo oxidase (complexo IV).
 ( O cianeto liga-se ao heme e impede a ligação do O2;
 ( Inibe a respiração mitocondrial e a produção de energia;
 ( Morte – asfixia tissular, principalmente no sistema nervoso central;
( DEFICIÊNCIA DE FUMARASE
( Deficiência tanto em mitocôndrias como no citosol (linfócitos sanguíneos);
( Severa deficiência neurológica, encefalopatia e distonia – desenvolvimento após o nascimento;
( Quantidades anormais de fumarato e níveis elevados de succinato, (-cetoglutarato, citrato e malato na urina;
( INIBIDORES DA CTE
( Ligam-se aos complexos e bloqueiam o fluxo de elétrons;
( Rotenona – inseticida usado comumente;
( Barbituratos, antimicina A, azida, monóxido de carbono;
( Inibição da CTE resulta em prejuízo à função de geração de energia da fosforilação oxidativa, levando à morte do organismo.
( INIBIDORES DA FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
(São conhecidos como desacopladores;
( Dinitrofenol, valinomicina, gramicidina A;
( VENENOS DE PLANTAS E O CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
( Fluoroacetil-CoA – substrato para a citrato sintase;
( Fluoroacetato – fonte de Fluoroacetil-CoA, encontrado em plantas venenosas;
( Fluorocitrato é inibidor da aconitase;
( Veneno 1080 (fluoroacetato de sódio) – usado por criadores de ovelhas.
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CONVERSÃO DE PIRUVATO A ACETIL-CoA
Glicose (6 C) Piruvato (3 C) Actil CoA + CO2
(Conversão realizada por um sistema enzimático piruvato-desidrogenase:
					(Piruvato-desidrogenase;
					(Diidrolipoil-transacetilase;
					(Dididrolipoil-desidrogenase.