A 13 - FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA

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Fosforilação Oxidativa
Prof. Fernando Borges Araújo
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Fosforilação Oxidativa
É o estágio final do metabolismo produtor de “E” nos organismos
Ocorre nas mitocôndrias
Envolve a redução do O2 a H2O c/ e- doados pelo NADH a FADH2
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Mitocôndria
Membrana externa – permeável a pequenas moléculas e íons (porinas)
Membrana interna – é impermeável a maioria das moléculas e íons, incluindo prótons. Possui transportadores altamente específicos.
Componentes da Cadeia Respiratória
ATP sintase
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Lehninger e Eugene Kennedy
 – 1948 – 
a mitocôndria é o local da fosforilação oxidativa.
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Mitocôndria
A mitocôndria contém todas as vias de oxidação dos combustíveis, exceto a glicólise, que ocorre no citosol.
Nessa organela existem transportadores específicos para : piruvato, ác. graxo, aa, ADP e ATP.
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Os e- de alta “E” são gerados via Ciclo do Ácido Cítrico
O Ciclo do Ác. Cítrico gera e- de alta “E” carregados pelas moléculas carreadoras ativas NADH e FADH2(possuem um par de elétrons com alto poder de transferência).
Esses e- são, então, transferidos p/ a membrana mitocondrial interna, onde entram na Cadeia Transportadora de e-.
A perda de e- pelo NADH e pelo FADH2 também regenera NAD+ e FAD+ que são necessárias p/ o continuado metabolismo oxidativo
NAD = Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo
FAD = Flavina Adenina Dinucleotídeo
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Consumo de O2
É na Fosforilação Oxidativa que o O2 vai ser consumido diretamente
Termo Fosforilação Oxidativa – Processo no qual se forma ATP quando se transfere elétrons de NADH e FADH2 para o O2 por uma série de transportadores de elétrons.
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Fosforilação Oxidativa
Início os e- são transferidos por uma série de transportadores ligados à membrana - Cadeia Respiratória
O 	processo se inicia quando o íon hidreto é removido do NADH p/ regenerar NAD+ e é convertido em um próton e 2 e- .
NADH NAD+ + H+ + 2e-
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Fosforilação Oxidativa
Os 2 e- são passados p/ o 1o de uma série de mais de 15 carreadores de e- diferentes da cadeia respiratória.
As várias proteínas envolvidas estão agrupadas em 4 Grandes Complexos Enzimáticos Respiratórios.
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Moléculas Transportadoras de e-
Além do NAD e das Flavoproteínas, outros tipos de moléculas transportadoras de e- funcionam na Cadeia Respiratória: uma quinona hidrofóbica (ubiquinona) e os citocromos.
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Caminho dos e-
Os e- fluem seqüencialmente de um complexo para o outro até que sejam finalmente transferidos p/ o O2, o qual tem, entre os componentes da cadeia, a mais alta afinidade pelos e-.
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Caminho dos e-
Movem-se do NADH, succinato ou de outro doador primário de e- por meio das flavoproteínas Ubiquinona Complexo III Citocromo Complexo IV O2
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Complexos Respiratórios
Os complexos I e II catalisam a transferência de e- p/ Ubiquinona a partir de dois doadores de e- diferentes: o NADH (Complexo I) e o Succinato (Complexo II). O Complexo III transporta e- da Ubiquinona até o Citocromo c, e o Complexo IV completa a seqüência transferindo e- do Citrocomo c p/ o O2.
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NADH: Q oxidorredutase
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Complexo II
Succinato desidrogenase, a única enzima do Ciclo de Krebs que é ligada à membrana 
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COMPLEXO III: Q: CITOCROMO C
OXIDORREDUTASE
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CICLO Q
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COMPLEXO IV:
 CITOCROMO C OXIDASE
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Gradiente eletroquímico
A medida que os e- se movem ao longo da cadeia, a “E” é armazenada na forma de um gradiente eletroquímico de Prótons através da membrana Interna.
A migração energeticamente favorável de e- bombeia H+ através da membrana interna, da matriz mitocondrial p/ o espaço intermembranas.
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Gradiente eletroquímico
Este movimento de H+ tem 2 conseqüências:
Gera um gradiente de pH através da membrana mitocondrial interna;
E um gradiente de voltagem: lado interno da membrana interna negativo e lado externo positivo. 
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Gradiente eletroquímico
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Modelo quimiosmótico – Peter Mitchell
O gradiente diferenciado de H+ (pH1,4 unidades menor que o interno) dirige H+ de volta à matriz, formando um gradiente eletroquímico de prótons exercendo uma Força Próton – Motriz. 
Força Próton – Motriz dirige a síntese de ATP à medida que os prótons fluem passivamente p/ a matriz através de um poro de prótons associado à ATP sintase. 
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ATP sintase
Catalisa a formação de ATP a partir de ADP+Pi
Possui dois domínios funcionais Fo e F1
F1 Proteína periférica de membrana
Fo Inserida na membrana
A energia mecânica dos dois conjuntos de proteínas é convertida em “E” de ligações químicas.
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Formação do ATP
Dependente do gradiente de prótons - força próton-motriz;
O fluxo de prótons do espaço intermembranar é que permite a liberação do ATP formado na subunidade Beta da porção F1; 
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ATP sintase
 Três sítios ativos de F1(T, O e L)giram catalisando a síntese de ATP.
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O
T
L
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Fosforilação – Rendimento “E”
A fosforilação Oxidativa produz a maioria do ATP produzido nas células aeróbicas
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Regulação da Fosforilação
Disponibilidade de ADP (substrato) é a medida do estado energético das células
A célula tenta manter a relação de ATP:ADP 
O ATP é formado tão rapidamente quanto é usado nas atividades celulares que requerem “E”.
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Mitocôndrias – máquinas geradoras de calor
Tecido Adiposo Marrom
Presentes nos mamíferos recém nascidos
Oxidação dos combustíveis em vez de produzir ATP, gera calor mantém a oC corporal
Proteína responsável Termogenina
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