Fosforilacao oxidativa

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Objetivos Específicos – CADEIA RESPIRATÓRIA – FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
1.      Citar os locais da célula onde ocorre a cadeia de transporte de elétrons e a fosforilação oxidativa.
Na crista mitocondrial e no espaço entre membranas da mitocôndria 
2.      Fazer um esquema da mitocôndria (ou anexar uma figura) indicando as membranas externa, interna e a matriz mitocondrial. Relacione as enzimas encontradas nesses locais (ver figura apresentada na aula).
3.     Citar exemplos da utilização de ATP pela célula.
Síntese proteica, gliconeogênese, transporte ativo
4.      Esquematizar a sequência dos complexos que compõem a cadeia respiratória, indicando (com setas) o caminho percorrido pelos prótons e elétrons.
5.      Descrever os componentes dos complexos da cadeia respiratória.
Complexo 1: NADH CoQ redutase + NADH desidrogenase + proteínas FE-S
Complexo 2: Succinato CoQ redutase + Succinato desidrogenase com a participação de um FAD covalentemente ligado, uma proteína [4Fe-4S], 2 proteínas [2Fe-2S] e um citocromo b.
Complexo 3: Esse complexo, que passa elétrons da CoQ reduzida para o citocromo c, contém 2 citocromos b, um citocromo c e uma proteína [2Fe-2S].
Complexo 4: Citocromo c + Cu + O2
6.      Indicar quais são e caracterizar, brevemente, os tipos de citocromos que participam da cadeia respiratória.
Citocromos - são proteínas contendo ferro, portanto um grupo heme, responsável pelas diferentes variações: citocromos a, b e c. Enquanto a e b são proteínas de membrana, o c está "preso" à superfície externa da membrana interna por interações eletrostáticas.
7.      Esquematizar as formas reduzidas e oxidadas dos citocromos que participam da cadeia respiratória [com relação ao átomo de ferro].
Reduzida: Fe+2
Oxidado: Fe+3
8.      Definir fosforilação oxidativa.
A fosforilação oxidativa é um processo no qual o ATP é formado como resultado da transferência de elétrons a partir do NADH ou FADH2 para o oxigénio (O2) através de uma série de transportadores de elétrons.
9.      Diferenciar fosforilação oxidativa de fosforilação ao nível do substrato (ocorre na glicólise e ciclo de Krebs).
A fosforilação oxidativa é uma via metabólica que utiliza energia libertada pela oxidação de nutrientes para produzir o ATP, enquanto ao nível do substrato ocorre a partir de uma adição de Pi a molécula de ADP.
10.  Indicar os locais da cadeia respiratória onde há formação de ATP. 
O ATP é formado através do giro da ATP sintase ao receber 3H+ do meio intermembranoso, com a ligação de 1 ADP+ Pi(fosfato inorgânico) liberado pelo carreador de fosfatos. A cada 4H+ são formados 1 ATP, ou seja, a partir de 1 NADH são formados 2,5 ATP´s, e a partir de um FADH2 são formados 1,5 ATP´s. 
11.  Explicar como ocorre a produção de ATP pela ATP sintase [eventos associados, mecanismo]
Promovida a partir da energia livre armazenada no gradiente eletroquímico gerado pelo transporte de H+ do espaço entre membranas para a matriz mitocondrial pela ATP sintase
12.  Fazer uma relação de substratos que fornece hidrogênio para a cadeia respiratória. Indicar se esses substratos são oxidados por NADH ou FAD. Indicar a produção de ATP acoplada ao NADH e ao FADH2.
Os substratos que fornecem hidrogênio para a cadeia respiratória são justamente o NADH e o FADH2, o NADH consegue liberar 10 H+ para o espaço intermembrana da mitocôndria, sendo 4H+ no complexo I, 4H+ no complexo III, e 2H+ no complexo IV, assim, com a liberação do par de elétrons liberados pelo NADH a partir do complexo I, esses complexos seguem liberando(transportando) H+ para o espaço intermembrana. Esses H+ irão passar pela ATP sintase, formando ATP no processo que envolve 1 ADP+ Pi. A partir de 1 NADH são formados 2,5 ATP’s, como o total da glicólise + ciclo de krebs formam 10 NADH, então faz-se a conta de 2,5x10=  25 ATP´S. 
Em contrapartida o FADH2 é menos energético, portanto ele libera menos hidrogênios, liberando seu par de elétrons a partir do complexo II, passando pelo complexo III ele libera 4H+, mais 2H+ no complexo IV, dando um total de 6 H+, como para cada ATP são usados 2H+, uma molécula de FADH2 produz 1,5 ATP´S. Como na glicólise não é produzido FADH2, apenas no Ciclo de Krebs então tem-se 2 FADH2, e a conta é feita da seguinte maneira 1,5x2= 3ATP’S dando um total 25 ATP´s(NADH)+3ATP´s(FADH2)+2ATP´s(GLICÓLISE)+2ATP´s(CICLODE KREBS)=32 ATP´s.
13.  Citar o nome de inibidores da cadeia respiratória, indicando seus respectivos locais de ação.
Inibidores da ATP sintase incluem a diciclohexilcarbodiimida (DCCD) eoligomicina. DCCD liga-se covalentemente aos grupos carboxila em domínios hidrofóbicos de proteínas em geral. Se a subunidade é marcada com DCCD, o fluxo de prótons é bloqueado e a atividade da ATP sintase é inibida. Semelhantemente, oligomicina age diretamente na ATP sintase e também bloqueia o movimento dos prótons. 
14.  Diferenciar inibidores de desacopladores da cadeia respiratória. Exemplificar.
Os desacopladores da fosforilação oxidativa são substâncias presentes na membrana mitocondrial interna que dissipam o gradiente de prótons ao trazerem novamente os prótons do espaço intermembrana para a matriz mitocondrial, contornando a ATP sintase. Aumentam a permeabilidade dos H+ e são capazes de dissociar a fosforilação oxidativa do transporte de elétrons. A principal diferença básica entre um desacoplador e um inibidor é que os inibidores são substâncias que interrompem o fluxo de elétrons na cadeia respiratória e são irreversíveis.