aula 18 respiração celular e fosforilação oxidativa

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Cadeia Respiratória e Fosforilação Oxidativa
CADEIA RESPIRATÓRIA
• Também chamada de cadeia transportadora de elétrons 
• Série de reações em que as moléculas de NADH e FADH2, os quais foram gerados na glicólise e no ciclo de krebs, transferem os elétrons para o oxigênio
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
• Fosforilação do ADP formando ATP
• Carboidratos, gorduras e aminoacidos -> oxidação -> produção de atp
Lembrando da transferência de elétrons...
• Glicólise – citoplasma
• Acetil-CoA entra na matriz mitocondrial
• Cadeia respiratória - membrana da mitocondria
CADEIA RESPIRATÓRIA
• Ocorre na membrana interna que é rica em proteinas
• Complexo de 4 proteínas (complexo I, II – não é um complexo, mas uma única proteína-, III e IV) que transportam os elétrons até o oxigênio, formando água 
• Os elétrons são atraídos pelo oxigênio – sem oxigênio não há transferência de elétrons 
• Os íons H+ são atraídos pela carga negativa no interior das cristas e são bombeados para o espaço intermembranar.
• NAD e FAD que carregam os elétrons até as proteínas da cadeia
Carregadores de elétrons da cadeia respiratória
• Complexos enzimáticos que possuem grupos prostéticos capazes de aceitar ou doar elétrons.
• Esses complexos contém grupos aceptores de elétrons: 
• Fe+3 que ao receber e - forma Fe+2 
• Fe-SH 
• Flavina (FMN)
UBIQUINONA 
• Molécula que também carrega elétrons na membrana interna da mitocôndria. 
• Pode aceitar 2é
Os elétrons vão passando “ de molécula para molécula” , dentro dos complexos enzimáticos, até chegar a molécula com mais afinidade que é o Oxigênio (O2 )
NADH -> complexo I -> ubiquinona (Q) -> complexo III -> complexo IV
FADH2 -> complexo II -> ubiquinona (Q) -> complexo III -> complexo IV
VIZUALIZANDO CADA UM DOS COMPLEXOS
Complexo I – Complexo NADH-desidrogenase 
• Composto por 42 cadeias polipeptídicas. 
• Aceita 2 elétrons do NADH e os passa por meio de uma flavina (FMN) e de centros Fe-S para a ubiquinona formando ubiquinol. 
• Realiza a transferência de 4H+ da matriz para o espaço intermembranar quando passa o eletron da ubiquinona para o complexo 3
Complexo II – Succinato desidrogenase 
• É uma enzima do ciclo de Krebs que está liga a membrana interna da mitocôndria. 
• Oxida succinato em fumarato e fornece 2 elétrons para reduzir a ubiquinona em ubiquinol.
• recebe 2é do FAD
Complexo III – Complexo do citocromo b-c1 
• Contém pelo menos 11 proteínas. 
• Aceita elétrons da ubiquinona e passa para o citocromo c.
• bombeia 2H+ para o espaço intermembranar
Complexo IV – Complexo da citocromo-oxidase 
• É uma proteína grande com 13 subunidades. 
• Transporta 4 elétrons do citocromo c para o O2 formando H2O. (4H + O2 = 2 H2O)
CADEIA RESPIRATÓRIA E BOMBEAMENTO DE H+
• A energia está conservada na forma de um gradiente de prótons que se formou no espaço intermembranar (10 H+ ao total), isso gera a força eletromotriz
• NADH e FADH2 não causam ao final do processo o bombeamento do mesmo numero de prótons para o espaço intermembranar
GERAÇÃO DE ATP – ATPASE SINTASE 
• Os prótons retornam para a matriz via enzima ATPase sintase. 
• A medida que os H+ entram no canal promovem a rotação da porção transmembranar da ATPase. A energia mecânica produzida na rotação é convertida em energia química que leva a formação de ATP (slide 22 cadeia resp e fosforilação oxidativa estudar)
Produto final da cadeia respiratória é H2O
Produto final da fosforilação oxidativa é ATP
TERMOGÊNESE 
• No tecido adiposo marrom encontrado em recém nascidos de mamíferos, animais que hibernam, as mitocôndrias usam o gradiente de elétrons para gerar CALOR e não ATP. 
• As mitocôndrias nesses tecidos possuem a TERMOGENINA na membrana interna. Proteína desacopladora. A energia é dissipada na forma de calor.
INTERFERENTES ARTIFICIAIS DA CADEIA RESPIRATÓRIA (curiosidade)
• Cianeto – se liga ao Fe+3 da citrocomo oxidase (inibindo o complexo III – sem produção de ATP - morte). 
• Oligomicina – Inibe a ATPase sintase das bacterias. Usada como antibiótico 
• 2,4-dinitrofenol (DNP) e FCCP – desacopladores – desfazem o potencial eletroquímicos. São moléculas hidrofóbicas que carregam prótons do espaço intermembranar para a matriz.
COMO O NADH PRODUZIDO NA GLICÓLISE NO CITOSOL CONSEGUE ENTRAR NA MITOCÔNDRIA PARA DOAR SEUS ELÉTRONS?
• Lançadeira do malato – aspartato (Gera 2,5 ATP por molécula de NADH)
• Lançadeira do glicerol-3-fosfato (Gera 1,5 ATP por molécula de NADH, porque doa os elétrons já no complexo III sem passar pelo I.)
REGULAÇÃO DA FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
• aumento de ADP	ativação		
• diminuição de ATP
• aumento de ATP	inibição
• diminuição de ADP
• As quantidade de ADP, ATP, NADH, NAD+ regulam toda a oxidação da glicose, desde a glicólise até a cadeia respiratória
ESPÉCIES REATIVAS DE OXIGÊNIO 
• São radicais livres extremamente reativos. 
•Podem causar danos ao DNA, membranas e proteínas. 
• O O2 pode receber um elétron e ficam com esse elétron sobrando formando um ânion superóxido ·O2 – 
• Defesas antioxidantes como glutationa peroxidase, superóxido dismutase atuam como antioxidantes.