Metabolismo de Carboidratos II_Aula Bioquímica I-Farmácia_Mai2014

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AULA 3: METABOLISMO DE 
CARBOIDRATOS II 
Jessica Catarine Frutuoso do Nascimento 
Universidade Federal de Pernambuco 
Centro de Ciências Biológicas 
Departamento de Bioquímica 
Bioquímica I (BQ320) 
Módulo: Metabolismo de Carboidratos 
Fosforilação oxidativa 
 Transformação da energia obtida pela oxidação 
de carboidratos, lipídeos e aminoácidos em ATP; 
 Localização: Mitocôndria 
 
Teoria quimiosmótica 
 A energia extraída das reações biológicas de 
oxidação são armazenadas através da diferença 
transmembrana de prótons. 
Mitocôndria 
Permeável a pequenas 
moléculas e íons (Porinas) 
Impermeável a maioria das 
moléculas e íons - Presença de 
transportadores específicos 
Sítio do ciclo do ácido cítrico, 
β-oxidação lipídica e da via de 
oxidação dos aminoácidos 
Suprimento de e⁻ a cadeia 
 Nucleotídeos de nicotinamida (associação frouxa a 
desidrogenase) 
 
NAD⁺ + H:⁻ + H⁺ NADH + H⁺ 
NADP⁺ + H:⁻ + H⁺ NADPH + H⁺ (Reações anabólicas) 
 
 Nucleotídeos de flavina (forte associação a desidrogenase) 
 
FAD + 2 H∙ FADH2 
FMN + 2 H∙ FMNH2 
Carreadores ligados a membrana 
Ubiquinona 
Citocromos 
Proteínas ferro-enxofre 
Complexos multienzimáticos 
Complexo I 
NADH:ubiquinona oxidorredutase 
1) Transferência de um hidreto (H:⁻) do NADH e um próton (H⁺) 
da matriz para a Ubiquinona (Coenzima Q), formando o 
Ubiquinol – Reação exergônica 
 
 NADH + H⁺ + Ubiquinona NAD⁺ + Ubiquinol 
 
2) Transferência de 4 prótons (H⁺) da matriz mitocondrial para 
o espaço intermembranar – Reação endergônica 
 
 4 H⁺M 4 H⁺ IM 
Complexo II 
Succinato-desidrogenase 
 Transfere H:⁻+ H⁺ do succinato para a ubiquinona, 
passando pelo FAD e centros de Fe-S 
Fe-S 
Ubiquinona 
Complexo III 
Ubiquinona:citocromo c oxidorredutase 
1) Transfere dois e⁻ do ubiquinol (forma reduzida da 
ubiquinona) para 2 citocromos c (um e⁻ para cada 
citocromo c); 
2) Dois H⁺ oriundos do ubiquinol são lançados no 
espaço intermembranar juntamente com 2 H⁺ 
oriundos da matriz mitocondrial, totalizando 4 H⁺. 
 Ubiquinol 2 e⁻ + 2 H⁺ + Ubiquinona 
 +2 Cit c + 2 H⁺M 
 2 Cit c r 
 4 H⁺IM 
Complexo IV 
Citocromo oxidase 
1) Transfere os e⁻ dos citocromos c reduzidos para o 
O2, formando água. 
Para 4 e⁻: 
4 e⁻ + 4 H⁺M + O2 2H2O 
2) Transefere H⁺ da matriz para o espaço 
intermembranar (1H⁺ para cada e⁻) 
Para 4 e⁻: 
4 H⁺M 4 H⁺IM 
Respirassomos O2 é o aceptor final dos e⁻ 
Balanço da cadeia transportadora 
de elétrons 
 4 e⁻ provenientes do NADH 
 
2 NADH + 22 H⁺M + O2 2 NAD⁺ + 20 H⁺IM + 2 H2O 
Transferência de prótons contra o gradiente de 
concentração, aumentado-o 
Força próton-motriz 
Energia potencial química 
Energia potencial elétrica 
Espécies reativas de oxigênio 
(EROs) 
SOD: Superóxido dismutase GPx: Glutationa peroxidase GR: Glutationa redutase 
Fosforilação oxidativa 
Teoria quimiosmótica 
 
A força próton-motriz 
impulsiona a síntese de 
ATP a medida que os 
prótons (H⁺) fluem 
passivamente de volta 
a matriz, através de 
um poro associado a 
ATP-sintase 
Cadeia ACOPLADA 
 ATP-Sintase 
 Fo- Proteína transmembrana 
 F1- Proteína periférica 
Fosforilação oxidativa 
Fosforilação oxidativa 
Catálise rotacional 
Desacopladores 
 Desassociam a oxidação da fosforilação 
 
I. Compostos hidrofóbicos protonáveis 
 Ex.: 2,4-dinitrofenol (DNP); Carbonilcianeto-p-
trifluormetoxifenilidrazona (FCCP) 
II. Ionóforos 
 Ex.: Valinomicina 
Desacopladores 
Dissipa o gradiente de prótons 
Dessacopladores 
Dissipa o gradiente eletroquímico 
Trocas ATP/ADP 
Transporte de equivalentes 
redutores 
Lançadeira glicerol-3-fosfato Lançadeira malato-aspartato 
Regulação da fosforilação oxidativa 
1) Disponibilidade de ADP (controle pelo aceptor) 
 
1) Hipóxia 
 Inibição da ATP-Sintase pela IF1 
 Aumento de espécies reativas de oxigênio 
 
3) Regulação coordenada das vias