11. CTE e FO

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Cadeia Transportadora de Elétrons 
e Fosforilação Oxidativa
Visão geral do metabolismo
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Visão geral do metabolismo
Visão geral do metabolismo
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Mitocôndria
Membrana externa
Membrana interna
Matriz
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Composição:
 Porinas
 Fosfolipídeos
Permeáveis às moléculas menores que 5000 Daltons (íons e
moléculas pequenas, através das porinas)
Membrana Externa
Composição:
 Seletivamente permeável, nem pequenas
moléculas ou íons (ex: H+) entram.
 Separa os intermediários e as enzimas das vias
metabólicas citosólicas.
 Contém componentes da cadeia respiratória e
a ATP sintase.
Membrana Interna
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Composição:
Cercada pela membrana interna
Contém todas as vias da oxidação dos
combustíveis: complexo piruvado desidrogenase,
enzimas do CAC, β-oxidação, e de degradação
dos Aa, exceto a glicólise, que ocorre no citosol.
Matriz
Cadeia Transportadora 
de Elétrons 
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A estratégia adotada pelas células consiste em transformar a energia
contida nas coenzimas reduzidas em um gradiente de prótons e utilizar
este gradiente para promover a síntese de ATP;
A produção do gradiente de prótons é conseguida pela transferência
de elétrons das coenzimas para o oxigênio através da CTE.
Para exercer esta função, os elementos desta cadeia são distribuídos
de acordo com seu potencial de óxido-redução
O transporte de elétrons é facilitado porque estes compostos estão
organizados em membranas.
Componentes da CTE 
Complexo I – NADH –CoQ redutase
Complexo II – Succinato CoQ redutase
Complexo III – CoQ-citocromo c redutase
Complexo IV – citoccromo c oxidase
Coenzima Q (Ubiquinona)
Citocromo C
NADH < potencial de oxido-redução O2 > potencial de oxido-redução 
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Complexo I - NADH –CoQ redutase
O complexo I oxida NADH, transferindo seus e- para coenzima Q (CoQ)
A Transferência de 2 e- para Q promove a expulsão de 4 H+
FLUXO DE ELETRONS DO COMPLEXOS I, II 
PARA A COENZIMA Q 
Complexo 1
NADH  FMN (Fe-S)  Q
Complexo 2
Succinato  FAD  Fe-S  UQ
Outras vias de entrada
Ácidos graxos 
(Acil-CoA-desidrogenase)
Glicerol-3-fosfato 
(glicerol 3-P desidrogenase)
ETF- Flavoproteína Transferidora de e-
FAD- Flavina Adenina Dinucleotídeo
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Complexo III – CoQ-citocromo c redutase 
(complexo do citocromo bc1)
Complexo 3
Os elétrons da coenzima Q são 
transferidos para o complexo III 
e destes para o citocromo C
O complexo III além de promover a 
oxidação da CoQ promove a 
redução de Citocromo C e 
contribui para criação de um 
gradiente de prótons pela
expulsão de H+
H+
Complexo IV- Citocromo c oxidase
•O Complexo IV: transfere elétrons
para o oxigênio
•O complexo IV é responsável pela
doação de 4 elétrons para a molécula
de oxigênio, que ligando-se aos
prótons do meio converte-se em H2O.
•95% de todo oxigênio consumido é
utilizado nesta operação e são
produzidos cerca de 300 ml de água,
chamada de água metabólica
(humanos).
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Fluxo de elétrons e prótons por meio dos 
quatro complexos da cadeia respiratória
RESUMINDO...
+ + + + + + + +
- - - - - - - -
Fosforilação Oxidativa
Fosforilação do ADP a ATP 
por Oxidação das coenzimas reduzidas 
(NADH)
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Hipótese Quimiosmótica
1,4 unidades 0,1 a 0,2 V
Força próton-motriz
A energia do transporte de
elétrons é utilizada para
bombear prótons (H+) para o
exterior da matriz mitocondrial
(contragradiente)
ATP Sintase
Como a membrana interna é impermeável a prótons (H+) , estes só podem voltar a
matriz através da ATP sintase (complexo sintetizados de ATP).
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ATP Sintase
 A síntese do ATP ocorre com o retorno dos prótons à matriz mitocondrial
 A cada 3 prótons que retornam um ATP é formado
 Ocorre mudança na conformação da enzima com a entrada dos prótons 
Controle Respiratório
A velocidade do transporte de elétrons e síntese de 
ATP são dependentes da concentração de ADP
Transporte de elétrons está acoplado à síntese de 
ATP
ADP tem concentrações limitantes
Quanto mais ADP for formado maior é a velocidade 
das reações de catálise e maior será a produção de 
ATP
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Rendimento de ATP a partir da oxidação da glicose
Etapa Hidrogênio ATP
Glicólise 2 NADH 4 ATP
Ciclo de Krebs (2 
moléculas de ácido 
pirúvico, portanto 2 
voltas)
8 NADH
2 FADH
2 ATP
Cadeia respiratória 10 NADH 30 ATP
2 FADH 4 ATP
Total Geral 40 ATP
Gasto 2 ATP na glicólise -2 ATP
Saldo líquido 38 ATP
I) Glicose a 2 piruvatos
II) 2 piruvatos a 2 acetil CoA
III) 2 acetil CoA no ciclo do ácido cítrico
IV) NADH e FADH2 na CTE e FO
Rendimento da Oxidação da Glicose
Etapas I II III I + II + III IV
Moles de
ATP
formados
Coenzimas 
produzidas
Fosforilação
no substrato
Total
2 NADH 2NADH 6NADH 10NADH 30ATP 30
2 FADH2 2FADH2 4ATP 4
2 ATP 2 GTP 4ATP 4 
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Inibidores Específicos da Cadeia 
Transportadora de Elétrons
 Drogas capazes de atuar especificamente sobre cada
um dos complexos da cadeia transportadora.
 Efeito: Paralisação do transporte de elétrons com a
conseqüente inibição da síntese de ATP e das vias
metabólicas que dependem da cadeia para a reoxidação
de coenzimas.
COMPOSTOS PONTOS DE INIBIÇÃO
Rotenona
Piericidina COMPLEXO I
Amital 
Carboxina
Tenoiltrifluoroacetona COMPLEXO II
Malonato
Antimicina A
Mixotiazol COMPLEXO III
Stigmatelina
Cianeto
Azida COMPLEXO IV
CO
Aurovertina
Oligomicina COMPLEXO V
Venturicidina
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Correlações Clínicas
1. Envenenamento por cianeto
O bloqueio da cadeia transportadora de elétrons na etapa da
citocromo oxidase (complexo IV) causa asfixia tissular
principalmente no SNC levando à morte rápida.
2. Neuropatia óptica hereditária de Leber
Geralmente a troca de uma única base nos genes
mitocondriais do complexo I, resulta numa doença que afeta
o SNC incluindo os nervos ópticos causando cegueira.
3. Intolerância a exercícios em pacientes com
mutações no citocromo b
A maioria dessas mutações foi expressa em tecidos
musculares e estão relacionadas a troca de aminoácidos em
posições específicas da cadeia ou a deleções.
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Cadeia Transportadora de Elétrons e Fosforilação Oxidativa
Visão geral do processo