cadeia respiratória e FO

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Introdução:	
A fosforilação Oxidativa
Síntese do ATP direcionada pela transferência de elétrons ao oxigênio)
É a culminação do metabolismo produtos de energia nas células aeróbias.
Todas as etapas enzimáticas de degradação Oxidativa dos Carboidratos, Gorduras e Aminoácidos convergem para esta etapa final da respiração celular.
Elétrons fluem dos intermediários catabólitos ao Oxigênio produzindo energia necessária a síntese de ATP.
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Eugene Kennedy and Albert Lehninger (1948): complexos respiratórios e enzimas do Ciclo de Krebs e Oxidacão dos Acidos Graxos.
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Na glicolise foi sintetizado 2 ATP ás custas da oxidação da glicose a Piruvato e da redução de 2 NAD+ a 2 NADH
O piruvato foi oxidado a Acetil CoA na matriz mitondrial a 2 Acetil CaA as custas da redução de 2 NAD+ a 2 NADH
No ciclo de Krebs cada AcetilCoA foi oxidado a CO2 com produção líquida de 2 ATP e redução de 3NADH E 1FADH2 
Para que a oxidação continue é necessário reoxidar as coenzimas reduzidas, o que é feito através do oxigênio
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Como os elétrons podem ser transferidos?
Transferência direta para Fe+3 a Fe+2
Transferência como H+ + e-
Transferência como Hidreto (H-)
Isto ocorre nos complexos protéicos I, II, III, IV
A Oxidação das Coenzimas é feita pela CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS, localizada na membrana interna da Mitocôndria
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COMPLEXO I: NADH-coenzima Q redutase
Contém cerca de 25 cadeias popipeptidicas
 
 
Primeira porta de entrada de elétrons na cadeia - NADH
O complexo I contem uma molecula de FMN que aceita dois átomos de hidrogênio. Contém também os centros ferro-enxofre, necessarios para a tranferencia de hidrogenios para a ubiquinona.
O fluxo de dois eletrons pelo complexo I leva ao bombeamento de 4 H+ para for a da mitocondria.
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Ubiquinona ou Coenzima Q
Molecula apolar que se movimenta na membrana da mitocôndria transportando elétrons
A coenzima Q e ubiqua nos sistemas biologicos.
Ela pode aceitar hidrogenios tanto do FADH2 como da NADH-desidrogenase (complexo I)
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COMPLEXO II – denominado Succinato Coenzima Q oxidorredutase Contém 4 subunidades
Segunda porta de entrada de elétrons na cadeia – FADH2
O complexo II e o elo fisico entre o ciclo de Krebs e a cadeia respiratoria. Ele transfere eletrons para a ubiquinona
O complexo II não bombeia protons para o espaço entre membranas.
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COMPLEXO III –Coenzima Q- citocromo c oxidorredutase
Contem 10 subunidades
O fluxo de dois eletrons pelo complexo III leva ao bombeamento de 4 H+ para fora da mitocondria.
O complexo III contem os citocromos b, c1 e c. 
Cada citocromo contem um grupo heme.
O complexo III contem tambem centros ferro-enxofre.
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Complexo IV – Citocromo c oxidase, 
Contém cerca de 13 subunidades
O complexo IV contem os citocromos a e a3 e contem tambem dois ions cobre
O fluxo de dois eletrons pelo complexo IV leva ao bombeamento de 2 H+ para fora da mitocondria.
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A transferencia de eletrons para o O2 libera energia e esta será canalisada para a sintese de ATP!
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ATP SINTASE
Formada por dois componentes: Fo – Canal por onde passam os prótons e F1 – Porção onde ocorre a catálise 
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ATP SINTASE
Peter Mitchel, 1961 –formulou a hipotese quimiosmotica, na qual a oxidacao e fosforilacao estao acopladas por um gradiente de protons.
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Síntese de ATP: a teoria quimioosmótica
A transferencia de elétrons ao longo da cadeia respiratória é acompanhada pelo bombeamento de prótons para o espaço intermembrana gerando um gradiente de concentração (a matriz se torna alcalina) e de elétrico (acumulo de carga positiva fora): força próton-motora
Os prótons bombeados para fora da membrana interna da mitocôndria, VOLTAM para dentro da mitocôndria através de um canal representado pela ATP sintase Ao voltar para a matriz, ocorre liberação de energia que é utilizada pela ATP sintase para a síntese de ATP
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ATP sai da mitocôndria para o citoplasma através de um transportador 
Transportador de ATP
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Inibidores da Cadeia de transporte de elétrons
Complexo I – Rotenona (inseticida), Barbitúricos 			(hipnóticos, Amital)
Complexo II - Malonato
Ubiquinona (Coenzima Q) – não conhecido
Complexo III – Antimicina A
Citocromo c – não conhecido
Complexo IV – Cianeto, Monóxido de Carbono, Azida 			sódica, Ácido sulfídrico
Estes compostos param o funcionamento da cadeia, não há síntese de ATP e são potencialmente letais
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Inibidores da cadeia de transporte de elétrons
O bloqueio da Cadeia termina bloqueando a síntese de ATP
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Desacopladores
Dissocia o transporte de elétrons do processo de síntese de ATP
DNP composto hidrofóbico que atravessa a membrana interna da mitocôndria e transporta prótons
Os prótons deixam de passar pela ATP sintase e pára a síntese de ATP
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A NADH desidrogenase (complexo I) só aceita elétrons do NADH da matriz. Se a membrana mitocondrial é impermeável ao NADH citosólico como ele é reoxidado na cadeia respiratória?
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Rendimento Energético
Para 1 mol de NADH oxidado, a variação de energia livre permite sintetizar 3 moles de ATP
Para 1 mol de FADH2 oxidado, a variação de energia livre permite sintetizar 2 moles de ATP
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A Oxidação completa de 1 mol de GLICOSE a CO2 e H2O produz 38 moles de ATPs
IV- 10NADH e 2FADH2 pela cadeia e FO – 34 ATP
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