Fosforilação oxidativa

Prévia do material em texto

CADEIA TRANSPORTADORA 
 DE ELÉTRONS E FOSFORILAÇÃO 
OXIDATIVA 
Profa. Dra Luciana Bastos Rodrigues 
Estágio 1 
produção de 
acetil-CoA 
Aminoá
cidos 
Ácidos 
graxos glicose 
glicólise 
Complexo da 
piruvato 
desidrogenase 
Acetil-CoA 
Estágio 2 
oxidação de 
acetil-CoA 
Acetil-CoA 
Transportadores de e- 
reduzidos 
Ciclo do 
ácido cítrico 
Qual o destino destes 
transportadores de e-? 
A fosforilação oxidativa envolve a redução do O2 a 
H2O com elétrons doados pelo NADH e FADH2. 
Transportadores de e- reduzidos Estágio 3 transferência 
de elétrons e fosforilação 
oxidativa 
Cadeia respiratória 
(transferência de elétrons) 
Quatro complexos proteicos imersos na membrana interna da mitocôndria 
A fosforilação oxidativa envolve a redução do O2 a 
H2O com elétrons doados pelo NADH e FADH2. 
- O complexo I - complexo da NADH-Q oxidoredutase 
- O complexo II – Succinato-Q oxidorredutase 
- O complexo III - citocromo C oxidoredutase 
- O complexo IV - citocromo C oxidase 
O complexo I é 
também chamado de 
complexo da NADH 
desidrogenase. 
 
 
- Na reação catalisada 
pelo complexo I, a 
ubiquinona oxidada (UQ) 
aceita um íon hidreto (2 
e- e um H+) do NADH e 
um próton da água na 
matriz. 
UQ 
- O complexo II é a enzima succinato desidrogenase. 
- Os e- alcançam a ubiquinona via complexos I e II. 
- A ubiquinona reduzida UQH2 funciona como um 
transportador movél de elétrons e prótons. 
- O complexo III também é chamado de complexo dos 
citocromos bc1 (citocromo C redutase). 
- A UQH2 passa e- ao complexo III, que os passa a uma 
outra conexão móvel, o citocromo c. 
- O complexo IV transfere elétrons do citocromo c 
reduzido ao O2. 
- Os citocromos são proteínas transportadoras de 
elétrons que contêm ferro. 
- O complexo IV é 
também chamado de 
citocromo oxidase. 
-O fluxo de elétrons pelos complexos I, III e IV é 
acompanhado do fluxo de prótons da matriz para o 
espaço intermembranas. 
- A energia de transferência dos elétrons é 
eficientemente conservada em um gradiente de 
prótons. 
GRADIENTE DE 
CONCENTRAÇÃO DE PRÓTONS 
ATP 
A membrana mitocondrial interna separa dois 
compartimentos de diferentes [H+], resultando em 
diferenças na concentração química (pH) e 
distribuição de cargas através da membrana. O 
resultado é a força próton-motora. 
 A transferência de prótons através da membrana, 
produz tanto um gradiente químico (pH) como um 
gradiente elétrico (). 
 
 A membrana mitocondrial interna é impermeável aos 
prótons; 
 
 Os prótons podem reentrar na matriz apenas através 
de canais próton-específicos (Fo); 
 
 A força próton-motora, que leva os prótons de volta 
para a matriz, fornece energia para síntese de ATP, 
catalizada pelo complexo F1, associado ao Fo. 
A fosforilação oxidativa tem 3 aspectos 
importantes: 
 
1. Envolve o fluxo de e- através de uma cadeia 
de transportadores ligados à membrana; 
 
2. A Energia livre está acoplada ao transporte 
dos prótons através da membrana interna; 
 
3. O fluxo dos prótons fornece a Energia livre 
para síntese de ATP, catalisada pela ATP 
sintase, que acopla fluxo de prótons à 
fosforilação do ADP. 
ATP SINTASE 
 Possui dois domínios funcionais: Fo e F1 
 É um grande complexo enzimático presente na 
membrana mitocondrial interna. 
 Catalisa a formação de ATP a partir do ADP e Pi 
acompanhado pelo fluxo de prótons. 
 
Fo: é uma proteína integral de membrana; 
F1: é uma proteína periférica de membrana. 
- A fosforilação do ADP é 
acoplada à transferência de 
elétrons. CONTROLE 
RESPIRATÓRIO 
Desacopladores 
impedem a formação 
do ATP 
DESACOPLADORES: são substâncias capazes de dissociar o 
transporte de elétrons da fosforilação oxidativa. O transporte de 
elétrons continua e a síntese de ATP pára. 
 Ex.: DNP (Dinitrofenol): associa-se a prótons no exterior da 
mitocôndria. Impedindo assim a formação do gradiente de prótons, 
e a energia que seria usada na síntese de ATP é dissipada na forma 
de calor. A velocidade da CTE aumenta. 
 
 
OLIGOMICINA: É um antibiótico que impede a síntese de ATP. 
 Ação: liga-se ao componente Fo (canal de prótons) da ATP 
sintase inibe a enzima, que se torna impermeável a prótons. Como 
os processos de síntese de ATP e da CTE são fortemente acoplados, 
a interrupção de um deles é de imediato refletida no outro. Ele pára 
a síntese de ATP e pára o consumo de oxigênio. 
A membrana mitocondrial interna é impermeável a 
diversos compostos, inclusive o NADH gerado no citosol, 
por exe., na glicólise. 
 
Como este NADH pode ser reoxidado a NAD+ pelo 
oxigênio via cadeia respiratória? 
 
Utilizando sistemas de transporte!! 
Lançadeira de glicerol-3-p: 
Lançadeira de malato- aspartato 
Lançadeira MALATO/ASPARTATO Fígado, rim, coração 
Lançadeira Gliceol - 3P 
Músculo esquelético e cérebro 
NADQ redutase 
Complexo I 
Q 
Ubiquinol 
Succinato 
desidrogenase 
Complexo II 
Complexo III Complexo IV 

 

 
Citocromo C 
NADH 
H+ H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
NADH NADH 
NADH 
NADH NAD+ 
H+ 
Q 
NADQ redutase 
Complexo I 
Ubiquinol 
H+ H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
NAD+ 
H+ 
NAD+ 
NAD+ NAD+ NAD+ 
Q 
NADQ redutase 
Complexo I 
Ubiquinol 
H+ H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
Q 
H+ H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ Q 
NADQ redutase 
Complexo I 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ QH2 
NADQ redutase 
Complexo I 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ QH2 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
QH2 
H+ H+ 
H+ H+ 
QH2 
NADQ redutase 
Complexo I 
Succinato 
desidrogenase 
Complexo II 
Q 
Ubiquinol 
Succinato 
COO- 
| 
CH2 
| 
CH2 
| 
COO- 
FAD+ 
Succinato 
desidrogenase 
Complexo II 
Q 
Ubiquinol 
Succinato 
COO- 
| 
CH+ 
| 
CH+ 
| 
COO- 
FAD+ 
H+ 
H+ H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
FADH2 
FADH2 
Succinato 
desidrogenase 
Complexo II 
Q 
Ubiquinol 
Fumarato 
COO- 
| 
CH 
|| 
CH 
| 
COO- 
FADH2 
Succinato 
desidrogenase 
Complexo II 
Q 
Ubiquinol 
Fumarato 
COO- 
| 
CH 
|| 
CH 
| 
COO- 
Succinato 
desidrogenase 
Complexo II 
Q 
Fumarato 
COO- 
| 
CH 
|| 
CH 
| 
COO- 
Q Q Q Q 
Succinato 
desidrogenase 
Complexo II 
Fumarato 
COO- 
| 
CH 
|| 
CH 
| 
COO- 
QH2 
FAD+ 
Succinato 
desidrogenase 
Complexo II 
Fumarato 
COO- 
| 
CH 
|| 
CH 
| 
COO- 
QH2 
FAD+ 
Fumarato 
COO- 
| 
CH 
|| 
CH 
| 
COO- 
Fumarato 
COO- 
| 
CH 
|| 
CH 
| 
COO- 
Fumarato 
COO- 
CH 
CH 
COO- 
QH2 
Complexo III 
Citocromo bc1 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
Citocromo C 
QH2 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
Q 
H+ H+ H+ H+ 
H2 
Q 
H+ H+ H+ H+ 
H2 
Q 
H+ H+ H+ H+ 
H2 
Q 
H+ H+ H+ H+ 
H2 
H+ H+ H+ H+ 
H2 
H+ H+ H+ 
H2 
H+ H+ H+ 
H2 
Complexo IV

 
H+ 
H+
H+ H+ 
H2 
Complexo IV 

 
H+ 
H+ 
O 
O 
O 
H2 
Complexo IV 

 
H+ 
H+ 
O 
O 
O 
O 
O 
O 
O 
H2 
H+ 
H+ 
O 
O 
O 
O 
O 
O 
O 
H2 
H+ 
H+ 
O 
O 
O 
O 
O 
O 
O 
H2 
H+ H+ 
O 
O 
O 
O 
O 
O 
O 
H+ H+ 
O 
O 
O 
O 
O 
O 
O 
H+ 
H+ 
O 
O 
O 
O 
O 
O 
O 
O 
OO 
O 
O 
O 
O 
H+ 
H+