Citocromos: Proteínas de Transferência de Elétrons

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 Citocromos 
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Os citocromos são, em geral, hemeproteínas unidas a uma membrana. Essas proteínas fazem parte 
da membrana interna da mitocôndria, das membranas do retículo endoplasmático e da membrana 
tilacoíde dos cloroplastos. Nas bactérias pode se observar essas estruturas aderidas à sua membrana 
plasmática.
Citocromos presentes na membrana 
interna da mitocôndria
Grupo Heme
São essas estruturas uma das principais responsáveis pela 
geração de ATP no sistema transportador de elétrons.
Os citocromos são vistos como proteínas monoméricas com 
subunidades de grandes complexos enzimáticos que catalisam 
reações do tipo redox. Assim, em todas as membranas que 
possuem essa proteína ocorre o transporte de elétrons.
O íon de ferro presente no grupo heme é o grande responsável 
pelo sucesso de transferência de elétrons dessas proteínas. 
O heme é a molécula de ferro protoporfirina IX que é 
formada por quatro anéis pirrólicos, várias cadeias laterias 
substituintes, unidas por um átomo central de ferro.
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Os citocromos são fundamentais em várias reações de oxi-redução. Por se localizarem dentro das 
membranas de uma forma organizada, as reações redox são mantidas em uma sequência adequada 
para sua máxima eficiência.
Classificação dos citocromos
Podem ser classificados em a, b e c. Essa organização é determinada pelo espectro de absorção que 
cada um apresenta.
Subtipos de citocromos: Esses são organizados por um índice que indica, em nanômetros, o pico de 
absorção máxima. 
Os citocromos também podem se diferenciar em relação aos radicais substituintes do grupo heme e a 
forma que esse heme se liga na proteína.
Nos tipos a e b, o grupo heme se liga de forma não covalente e no tipo c de forma covalente através de 
ligações tioéter, formada por resíduos de cisteína.
Diferença entre os citocromos 
(Explicação da figura na aula)
O citocromo c é uma proteína periférica presente na parte externa da membrana interna mitocondrial. 
Ou seja, ela é diferente dos outros tipos que são proteínas integradas. O citocromo c por causa do seu 
tamanho e mobilidade, também, conecta o complexo III (recebendo o elétron) ao complexo IV (que 
doará esse elétron). 
O complexo IV possui dois grupos heme, do tipo a e a3, além de outro íon, o cobre que pode variar 
entre os estados Cu+2 e Cu+1.
Mais exemplos de citocromos:
• O citocromo b5 redutase: é a enzima sanguínea que cumpre a função de maximizar a capacidade 
dos glóbulos vermelhos em transportar o oxigênio.
• O citocromo P450: representa uma superfamília de hemeproteínas. Essa enzima é a principal 
responsável pelo metabolismo oxidado dos xenobióticos e está presente em várias espécies tanto 
em bactérias como em mamíferos.
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 Citocromos 
 EXERCÍCIOS.
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1. Qual a estrutura presente nos citocromos que 
conferem à essas estruturas a capacidade de 
transferências de elétrons?
2. No geral como podem ser observados os 
citocromos?
3. O que é grupo heme?
4. Do ponto de vista da bioenergética qual a 
principal função biológica dos citocromos?
5. O que é e qual a principal função da citocromo 
P450?
6. No geral onde estão localizados os citocromos?
7. Qual a principal função da citocromo b5 
redutase?
8. O citocromo c é uma proteína integrada? 
Explique.
 questão resolvida na aula
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EX
ER
CÍ
CI
OS
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9. Explique de que maneira podemos classificar 
os diferentes citocromos.
10. Quais as diferenças entre os tipos de 
citocromos a,b e c?
 gabarito.
Resposta da Questão 1: 
O íon de ferro presente no grupo heme (molécula 
de ferro protoporfirina IX) é o grande responsável 
pelo sucesso de transferência de elétrons.
Resposta da Questão 2: 
Essas estruturas são proteínas monoméricas 
presentes como subunidades de grandes 
complexos enzimáticos que estão envolvidos 
em reações químicas do tipo redox. Eles são 
fundamentais em várias reações de oxi-redução.
Resposta da Questão 3: 
O grupo heme é a molécula constituída por quatro 
anéis pirrólicos unidos por pontes meteno e com 
várias cadeias laterias que podem variar, além do 
átomo de ferro localizado entre esses anéis. Essa 
molécula possui várias funções na biologia como 
por exemplo detoxificação de drogas, peroxidação 
lipídica, transporte de oxigênio, transporte de 
elétrons.
Resposta da Questão 4: 
Essas estruturas são essenciais para as várias 
reações de oxi-redução da biologia celular. 
Além disso por estarem localizadas dentro das 
membranas de maneira organizada, as reações 
redox são mantidas de forma sequenciada o que 
favorece a eficiência do processo de criação do 
gradiente de prótons no espaço intermembrana 
mitocondrial. Essa força próton-motriz ativa a ATP 
sintase, enzima chave no processo de síntese de 
ATP.
Resposta da Questão 5: 
Essa enzima é a representante de uma superfamília 
de hemeproteínas que fazem parte no metabolismo 
de xenobióticos (fase 1).
Resposta da Questão 6: 
De maneira geral, os citocromos estão localizados 
dentro das membranas de uma forma organizada. 
Dessa maneira as reações redox são mantidas 
em uma sequencia adequada para sua máxima 
eficiência.
Resposta da Questão 7: 
Essa molécula é uma enzima com função de 
otimizar a capacidade dos glóbulos vermelhos em 
transportar o oxigênio.
Resposta da Questão 8: 
Não, o citocromo c é uma proteína periférica 
localizada na parte externa da membrana interna 
da mitocôndria. Por causa de seu tamanho e 
mobilidade essa estrutura conecta o complexo 
III ao complexo IV da cadeia transportadora de 
elétrons.
Resposta da Questão 9: 
Essas proteínas podem ser classificadas em a, b e 
c. Essa organização é estabelecida de acordo com 
o espectro de absorção que cada um apresenta. 
Além disso os radicais localizados nas cadeias 
laterais do grupo heme também podem variar 
diferenciando esses citocromos.
Resposta da Questão 10: 
Nos tipos a e b, o grupo heme se liga de forma não 
covalente e no tipo c de forma covalente através de 
ligações tioéter, formada por resíduos de cisteína.