Aula 5 Fosforilação Oxidativa Bio

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Fosforilação Oxidativa 
Carolina Bioni Garcia 
 
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 
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 
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. 
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 
 
NAD = Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo 
FAD = Flavina Adenina Dinucleotídeo 
Os e- de alta “E” são gerados via 
Ciclo do Ácido Cítrico 
 
 Esse 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 
Consumo de O2 
É na Fosforilação Oxidativa que o O2 vai ser 
consumido diretamente 
 
Termo Fosforilação Oxidativa – devido ao 
fato de a grande quantidade de “E” liberada 
ser empregada pelas enzimas da membrana 
interna p/ a conversão de ADP+Pi em ATP. 
Fosforilação Oxidativa 
 Início os e- são transferidos por uma 
série de transportadores ligados à 
membrana - Cadeia Respiratória 
 
 O processo se inicia qdo o íon hidreto é 
removido do NADH p/ regenerar NAD+ 
e é convertido em um próton e 2 e- . 
NADH NAD+ + H+ + 2e- 
Fosforilação Oxidativa 
 Os 2e- 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. 
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. 
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-. 
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 
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. 
Complexo II 
 
Succinato desidrogenase, a única enzima 
do Ciclo de Krebs que é ligada à 
membrana 
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. 
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. 
 
Gradiente eletroquímico 
Modelo quimiosmótico – Peter 
Mitchell 
 O gradiente de pH dirige H+ de volta à 
matriz e OH- p/ fora da 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 
póro de prótons associado à ATP sintase. 
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. 
ATP sintase 
 três sítios ativos de F1 giram catalisando a 
síntese de ATP. 
 
Fosforilação – Rendimento “E” 
 
 
A fosforilação Oxidativa produz a maioria 
do ATP produzido nas células aeróbicas 
 
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”. 
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