Resumo fosforilação oxidativa

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Resumo: Cadeia de transporte e fosforilação oxidativa
A fosforilação oxidativa acontece nas mitocôndrias, na região interfase, por esse motivo as mitocôndrias possuem grande quantidade invaginações.
a geração de atpna fosforilação acontece a partir de um gradiente de prótons, ou seja, uma variação de concentração de prótons, que se estabelece entre a matriz mitocondrial e o espaço intermembrana via uma sequencia de reações redox, ocorre uma cadeia de transporte de elétrons, onde os prótons são jogados para fora e no final eles são incorporados novamente para dentro da matriz.
As reações em cada complexo da cadeia de transporte de elétrons começa com a entrada do Nadh ou do succinato vindos do ciclo de Krebs. O nadh é oxidado, transferindo um elétron para o FMN, ele por sua vez ´se reduz, se oxida novamente e transfere para o ferro o elétron.
O ferro então se reduz de Ferro 3+S para Ferro 2+S. Todas as reações acontecem sempre um reduzindo e o outro elemento oxidando.
As reações acontecem em quatro complexos diferentes, onde um complexo se liga ao outro, assim os elétrons vão fluindo até chegar por ultimo no oxigênio.
Entre esses complexos possuem dois pontos de entrada, pelo Nadh e pelo Succinato, onde ambos se ligam ao complexo dois e correm todas as reações, possuindo assim somente uma saída em comum para as duas entradas.
O resultado liquido da fosforilação oxidativa é de uma água e um NAD+, sendo que entra na reação meio oxigênio, um nadh e um H+. Durante as reações que ocorrem, os elétrons do NADh é passado ao oxigênio, acorrendo assim a redução do nadh em nad+ e formando água.
Essa reação da passagem dos elétrons do nadh para o oxigênio é termodinamicamente favorável, fornecendo assim grande quantidade de energia livre. Por isso o nadh possue grande poder redutor, assim quando re-oxidado libera grande quantidade de energia.
Cada passo de oxidação libera um pouco de energia que será captada na formação do gradiente final de prótons.
Porém, o oxigênio não reage diretamente com o nadh no final das reações, isso devido a restrição do spin.
O spin é uma molécula com elétrons desimparelhados, ou seja, possui dois elétrons diferentes ,assim ele não reage com elétrons parelhados. Por isso o oxigênio não reage diretamente com o nadh, pois o oxigênio possui elétrons desimparelhados.
Essamolecula é favorável do visto energético porém é desfavorável do ponto de vista cenetico.
Os estados de spin dos orbitais podem ser na forma Singlete, Dublete ou Triplete.
O estado de spin singlete são moleculasque possuem todos os elétrons parelhados. Possui esse nome pois todas as moléculas que são singlete possui multiplicidade igual a um.
Essas moléculas podem estar em dois estados: Estado fundamental singlete que é quando (⬆️⬇️) e o estado excitado singlete (⬆️⬇️) (⬆️⬇️), onde a única diferença entre eles é que o eatado excitado absorve energia.
O estado de spin Triplete é quando possui dois elétrons com o mesmo spin. Ele possui esse nome pois as moléculas que possuem esse spin contém a multiplicidade de escada igual a três.
Esse spin as moléculas tambem podem estar em dois estados, o estado fundamental e o excitado.
Um exemplo de moleculatriplete é o Oxigênio que respiramos. O fato dele ser Tripletelhe permite estabilidade cinética.
Assim o oxigênio triplete não pode receber dois elétrons de uma só vez a não ser que seja a transferência em passos de um eletron. Por isso a reação entrenadh e oxigênio não ocorre direitamente, pois o Nadh doa ou recebe dois elétrons de uma vez.
O oxigênio triplete pode ser invertido, transformado em oxigênio singlete. O singlete é usado na terapia fotodinâmica para matar células tumorais, isso por essa molecula é altamente radioativa.
A coenzima NAD+ recebe de dois em dois elétrons para assim ser transformado em NADH.
O grupo prostético FMN, recebe dois elétrons, se reduz e começa a transferir de um em um eletron. Entre a forma totalmente reduzida e totalmente oxidada possui um forma intermédiaria para que isso aconteça.
As proteínas ferro enxofre captam os elétrons da FMNH2 e entregam á coenzima Q.
A coenzima Q possui também duas formas. Quando ela está na forma totalmente oxidada, recebe um eletron e fica na forma intermédiaria, quando recebe mais um elétron fica por fim na forma totalmente reduzida. Ou seja para acontecer a redução total da coenzima Q, é preciso que ela receba dois elétrons, um de cada vez, para formar uma forma intermédiaria e assim se reduzir totalmente.
Os citocromos são proteínas que se assemelham as hemoglobina pois possuem grupo Heme em sua formação. Essas proteínas recebem de 1 em 1 eletron.
Como tudo acontece na mitocôndria, conforme os elétrons vão fluindo na cadeia, forma-se um gradiente de prótons de dentro da matriz para fora da matriz. Assim a membrana é polarizada conforme os elétrons vão fluindo.
Para que isso ocorre é preciso a entrada de elementos vindos do ciclo de Krebs, para isso possui duas entradas, pelo complexo I e pelo complexo II.
O complexo I é o nadh ubiquinona-oxiredutase, ele é um complexo multienzimático que funciona como uma bomba de prótons. 
A energia liberada nos processos redox é tranferida para a formaçãi de um gradiente de prótons na menbrana, ou seja, ocorre a entrada de nadh, ele então reage com Q e H+ da matriz, ocorrendo a redução do nadh em nad+ e a oxidação o Q, formando QH2 e liberando 4H+ para o citossol.
Já no complexo II, o succinato é transformado em fumarato, liberando fad que se liga ao gradiente de elétrons, ou seja, ele é uma ligação direta entre o ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa.
O complexo III é o complexo Q-citocromo c oxidoredutase, nele a quinase entrega o elétron para o citocromo.
E o complexo IV é onde o citocromo c reduzido passa para oxidado, liberando elétrons e tranformando o oxigênio em água.
O resultado final da cadeia de transportes de eletrons é um intenso gradiente de prótons na menbrana interna da mitocôndria, ou seja, fazendo com que a menbrana fique polarizada, positivo para fora e negativo para dentro
O gradiente de prótons está relacionado com vários processos biológicos como: A síntese de ATP, síntese de nadph, produção de calor,potencial de elétrons, transporte ativo e até mesmo com a movimentação do flagelo.
A ATP-sintase irá usar a energia acumulada no gradiente de prótons para produzir ATP, conforme os prótons passam ocorre uma modificação na formação da proteína e ela passa a ser tencionada.
Para que isso aconteça ela precisa possuir 2 dominios. o primeiro é o F0 que é a parte responsável pela captação de energia pelo retorno dos prótons a matriz. E possui também o F1 que é a parte responsável pela catalise da geração de ATP.
Isso acontece para que ocorra a junção do ATP mais o fosfato inorgânico e gerar o ATP. A energia contida na proteína é passada para que ocorra a reação e é passada para o ATP.
A proteína possue três sítios de ligação, um aberto, o frouxo e o apertado. O AdP e o fósforo inorgânico se ligam no sitio frouxo, ocorre a entrada de energia que mexe com a conformação da proteína, o sitio frouxo se aperta e ocorre a junção do adp e o fósforo, liberando ATP.
o resultado final então da fosforilação oxidativa é de que cada nadh leva a produção de 2,5 atp e cada fadh2 é equivalente a 1,5atp. Ao se calcular o rendimento toral em termos de atps produzidos, a fosforilação oxidativa resulta em um total de 32 atps.
A regulação da fosforilação oxidativa se da pela razão de ATP dividido pela concentração de adp e fósforo inorgânico, ou seja, o aumento da concentração de adp regula a via.
Os desaclopadores são produtos que ao ser ingerido, exercem função na dessociação da fosforilação, ou seja, a reação continua funcionando porem não produz mais ATP.
Um caso que aconteeu com o 2,4-dinitrophenol, que é um desacoplador foi com a Sarah Houston de 32 anos, ela tomou o dinitrophenos (DPN) para emagrecer rápido, porem acabou morrendo por falta de ATP em seu organismo.
a cadeia da fosforilação oxidativa pode ser inibida de varias formas,
exemplos de inibidores são o Rotenone que inibi logo no começo das reações, o antibiótico Antimicim A que bloqueia a passagem da quiniona e o cianeto que pode ser utilizado como um inibidor da cadeia.
A ação de desacopladores e inibidores ppde ser medido pelo consumo do oxigênio e expresso assim em gráficos.
Com a adição do Atp acontece um alimento no consumo do oxigênio e ao se acrescentar Succinato esse consumo alimenta cada vez mais, se adicionar cianeto, mata a mitocôndria o que sessa o consumo de oxigênio.
Se ocorrer a mesma adição de adp e Succinato porem dessa vez adicionar Oligomicina o consumo de oxigênio diminui e ao adicionar DNP, aumenta o consumo de oxigênio porém é sessado a produção de ATP
A termogenina é uma proteína desacopladora presente no tecido adiposo marrom, através dela os prótons são bombeados para fora e para que eles retornem possui duas passagens, uma onde é gerado atp e uma onde não é gerado atp.
A cadeia de transporte de elétrons não é perfeita,Ocorrendo vazamento mitocôndrial, quando os elétrons escapam da mitocôndria antes de chegarem ao oxigênio não é produzido água mas sim O2- que são radicais livres (EROS) endógenos, um exemplo é o peróxido de hidrogênio.
Com esse vazamento, existem doença os os EROS estão envolvidos alguns exemplos são: Diabetes, desordens cerovasculares, Parkinson e ente outras.