Cadeia transportadora

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Profª Carolina Lima
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RESPIRAÇÃO CELULAR AERÓBICA
Objetivo: produzir energia a partir da decomposição de glicídios, gorduras e aminoácidos;
Requer oxigênio;
Fonte de energia mais utilizada é a glicose, mas não a mais energética (ácidos graxos e aminoácidos);
Anaerobiose: o piruvato formado a partir da 
glicose lactato ou etanol;
Fase aeróbica do catabolismo: Piruvato é oxidado a CO2 e H2O Respiração
Respiração: sentido macroscópico e sentido microscópico.
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Respiração celular
(C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O)
Respiração no sentido macroscópico (fisiológico): trocas gasosas feitas por um organismo multicelular, ou seja, captação de O2 e a eliminação de CO2.
Respiração no sentido microscópico (bioquímico): aspectos moleculares que envolvem o consumo de O2 e formação de CO2 pelas células, processo que deve, com maior precisão, ser denominado RESPIRAÇÃO CELULAR.
Respiração
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Respiração Celular Aeróbica
Caso da glicose: C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 30 ATP 
Dividido em 3 estágios:
 Produção de Acetil-CoA
 Ciclo de Krebs
 Cadeia transportadora de e-
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ETAPAS
GLICÓLISE 
(CITOSOL)
CICLO DE KREBS 
(MATRIZ MITOCONDRIAL)
CADEIA RESPIRATÓRIA
 (CRISTAS MITOCONDRIAIS)
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Seres humanos necessitam de grandes quantidades de energia (ATP) para sobreviver
Homem sedentário de 70 Kg 2.000 Kcal (83 Kg ATP) 
Os seres humanos possuem apenas 250 g de ATP
Suprir a demanda reciclagem de ADP a ATP
Reciclagem ocorre principalmente pela fosforilação oxidativa 
Fosforilação oxidativa: é o processo no qual se forma ATP quando se transferem elétrons de NADH ou FADH2 para o O2 por uma série de transportadores de elétrons.
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ATP COMO CARREADOR DE ENERGIA
(MOEDA ENERGÉTICA DA CÉLULA)
Hidrólise do trifosfato de adenosina (ATP)
ATP – molécula de adenosina (adenina + ribose), ligados a três grupos fosfatos
ADP – adenosina difosfato ou difosfato de adenosina
AMP – adenosina monofosfato ou monofosfato de adenosina
Energia livre: 7.300 cal/mol
Composto fosfatado de alta energia
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Os processos endergônicos são acoplados a processos exergônicos
A + B C + D (exergônica)
E + F G + H (endergônica)
ATP
ADP
Produção de energia
Carboidratos
Lipídeos
Proteínas
Utilização de energia
Contração muscular
Transporte Ativo
Biossíntese
ATP
ADP + Pi
CICLO DO ATP
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FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Ciclo do ácido cítrico:
 2Acetil-CoA + 6NAD+ + 2FAD + 2ADP + 2Pi+ 4H2O 
 4 CO2 + 2CoA-SH + 6NADH + 6H+ + 2FADH2 + 2ATP
 Glicólise:
Glicose + 2Pi + 2ADP 2 piruvato + 2ATP + 2NADH + H+ + H2O
Fosforilação oxidativa: é o processo no qual se forma ATP quando se transferem elétrons de NADH ou FADH2 para o O2 por uma série de transportadores de elétrons.
ATP
CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
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Cadeia Transportadora de Elétrons
Degradação metabólica de moléculas cuja quebra produz energia
 É a via final comum pela qual os elétrons oriundos de diferentes combustíveis do organismo fluem para o oxigênio;
 Transporte de elétrons e síntese de ATP pela fosforilação oxidativa ocorrem continuamente em todos os tecidos que possuem mitocôndrias.
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Intermediários metabólicos dessas reações doam elétrons a coenzimas específicas – nicotinamida-adenina-dinucleotídeo (NAD+) e a flavina-adenina-dinucleotídeo (FAD)
Formando as coenzimas reduzidas ricas em energia
NADH e FADH2 
Doam um par de elétrons a um grupo especializado de carreadores de elétrons
Coletivamente denominados cadeia transportadora de elétrons
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Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa
Onde ocorrem?
Mitocôndria (Membrana Interna)
Ciclo do Ácido Cítrico
Cadeia transportadora de Elétrons
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Componentes da Cadeia de Transporte de Elétrons
- Cinco complexos enzimáticos (Complexo I, II, III, IV e V)
- Complexo I a IV – parte da cadeia transportadora de transportadora de elétrons
Complexo V – catalisa a síntese de ATP
 Coenzima Q e Citocromo C
Cada complexo aceita ou doa elétrons, que são trocados entre esses complexos e carreadores de elétrons relativamente móveis, como a coenzima Q e o citocromo c
 Cada carreador, na cadeia transportadora de elétrons, pode receber elétrons de uma doador e pode, subsequentemente, doá-los para o próximo carreador na cadeia
 Requer OXIGÊNIO - Essa necessidade de oxigênio dá ao processo de transporte de elétrons o nome de Cadeia Respiratória.
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COMPONENTES DA CADEIA RESPIRATÓRIA
COMPLEXO I: recebe elétrons do NADH
COMPLEXO II: recebe elétrons do FADH2
UBIQUINONA (Q)
COMPLEXO III
CITOCROMO c 
COMPLEXO IV
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Complexo enzimático I
NADH: ubiquinona oxirredutase ou NADH desidrogenase ;
Possui a FMN fortemente ligada e centros de ferro e enxofre
Catalisa a transferência de 2e- do NADH para o FMN, do qual dois elétrons passam através de uma série de centros Fe-S.
Os elétrons são posteriormente transferidos para a Coenzima Q.
Complexo I
Coenzima Q
+++++++
- - - - - - -
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Coenzima Q (Ubiquinona)
 Derivado de benzoquinona – uma longa cauda isoprenóide
 Também conhecida como ubiquinona
 Pode aceitar átomos de hidrogênio e elétrons tanto do NADH-desidrogenase - Complexo I, quanto do FADH2 (complexo II, produzido pela succinato-desidrogenase)
 Pequena e hidrofóbica – se difundi livremente na membrana
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Complexo enzimático II
Succinato desidrogenase;
O complexo da succinato desidrogenase é mais simples que o complexo I, contém um FAD ligado covalentemente e um centro Fe-S;
Os elétrons passam do succinato para o FAD e, então, através dos centros Fe-S, para a Coenzima Q.
Coenzima Q
e-
e-
e-
e-
e-
e-
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Complexo enzimático III
Complexo do citocromo b e c1 ou ubiquinona-citocromo c oxirredutase.
Citocromos são proteínas que apresentam como grupos prostéticos o heme, que contêm ferro.
As mitocôndrias apresentam três citocromos designados por a, b e c1. 
O átomo de ferro dos citocromos é convertido reversivelmente de sua forma de íon férrico (Fe3+) para íon ferroso (Fe2+). 
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Complexo enzimático III
Ubiquinona: citocromo c oxirredutase;
Citocromo b e c1 e uma proteína Fe-S;
QH2
(Coenzima Q)
2 e-
4 H+
Citocromo c
+++++++
- - - - - - -
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Complexo enzimático IV
Complexo do Citocromo c Oxidase (centro de cobre, citocromo a e a3);
Catalisa a transferência de elétrons da forma reduzida do citocromo c para o oxigênio molecular, o aceptor final de elétrons. 
+++++
- - - - - -
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Cadeia de Transporte de Elétrons
FADH2
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Cadeia transportadora de elétrons, mostrada acoplada ao transporte de prótons
Espaço intermembranas
Matriz
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Liberação de energia durante o transporte de elétrons
Transferência de 2 e- do NADH 3 ATP
Transferência de 2 e- do FADH2 2 ATP
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