4-Bioquimica basica-Respiracao celular-FIEB

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 Para toda e qualquer atividade de nosso 
organismo é preciso possuir ENERGIA. Já 
sabemos que para nos manter vivos, as células 
precisam de energia para realizar trabalho. 
 Assim, a respiração celular é o principal 
processo de gerar energia na célula. É com ela 
que a célula executa todas as funções biológicas 
desde construir moléculas até se dividir e 
formar outra célula. 
EQUAÇÃO GERAL DA RESPIRAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Essa energia é armazenada nas ligações do 
ATP 
Respiração 
Celular 
(oxidação da glicose) 
Produção de 6 moléculas de CO2 
ENERGIA 
 A energia que é produzida é armazenada nas 
ligações entre os grupos fosfato da adenosina 
trifosfato o ATP 
Molécula de ATP 
 1. Glicólise – ocorre no citosol (hialoplasma) 
 Essa é uma etapa anaeróbica (não precisa da 
molécula do oxigênio) 
 2. Ciclo de Krebs (ciclo do ácido cítrico) 
 Essa etapa ocorre na matriz mitocondrial 
 3. Cadeia respiratória - Fosforilação oxidativa 
(cadeia de transporte de elétrons) 
 Essa etapa ocorre na membrana interna da 
mitocôndria – precisa de oxigênio 
 1ª parte: Ocorre no citosol da célula 
 Ocorrem várias reações biológicas que terminam por 
quebrar uma molécula de glicose (6C) em duas 
moléculas de ácido pirúvico (3C) – piruvato. 
 Para dar início ao processo, são gastos 2 
moléculas de ATP. Após o processo são geradas 4 
moléculas de ATP. No fim, teremos um ganho de 
2 moléculas de ATP. 
 
Nessa reação, também são geradas 2 moléculas 
de NADH 
 
Um jogador de futebol dá um chute 
(ENERGIA) que bate na trave (PONTO). 
 As moléculas as vezes, se comportam como se 
fosse um jogador de futebol, liberando elétrons 
(a bola de futebol) 
Jogador de Futebol: 
É a substância orgânica que 
sofre oxidação – Libera 
elétrons de alta energia 
O jogador ao dar o seu chute, perde esses 2 elétrons 
(carga negativa) para o meio, que serão aceitos pelo 
NAD+, junto com íons H+ e se transforma em: 
NAD = Nicotinamida adenina dinucleotídeo ou dinucleotídeo 
de nicotinamida-adenina 
 - NAD+ (forma oxidada) 
 - NADH (forma reduzida) 
 - Oxidar é dar elétrons/ Reduzir é adquirir elétrons. 
 
 
Esses 2 elétrons são provenientes de substâncias orgânicas 
que perdem elétrons em reações de oxidação / redução. 
 
Então o NAD+ é um aceptor de elétrons. 
Glicólise = “lise” de glicose 
 Uma molécula de glicose é degradada em uma série de 
reações catalisadas por enzimas para liberar 
duas 
piruvato (que ocorre em 10 passos) 
 Duas fases : 
 primeira: fase preparatória (5 
passos) 
* energia do ATP é investida 
 segunda: fase de pagamento da 
glicólise 
* formação de ATP 
molécula
s 
do compost
o 
(mais 5 
passos) 
Destino do piruvato na glicólise 
CATABOLISMO DE MOLÉCULAS ORGÂNICAS 
PROTEÍNAS CARBOIDRATOS LIPÍDIOS 
AMINOÁCIDOS GLICOSE ÀC. GRAXOS 
PIRUVATO 
Acetil-CoA 
CICLO 
DE 
KREBS 
CADEIA RESPIRATÓRIA 
Degradação de 
macromoléculas 
Monômeros 
Respiração 
Aeróbia 
Produtos 
metabólicos finais 
NH3 CO2 H2O 
Ciclo de Krebs 
• Glicólise: obtenção de energia na presença ou ausência de 
oxigênio (fermentação). 
 
• Maior parte das células eucariotas e muitas bactérias são 
aeróbicas – oxidação dos compostos orgânicos até CO2 e H2O = 
RESPIRAÇÃO CELULAR. 
 
• A oxidação das substâncias combustíveis ocorre em três grandes 
estágios: 
- Oxidação a Acetil-CoA; 
- Acetil-CoA entra no ciclo de Krebs produzindo CO2, NADH 
(derivado da vitamina niacina), FADH2 (derivado da vitamina 
riboflavina) e ATP; 
- O NADH e o FADH2 são oxidados na cadeia transportadora 
de elétrons, transferindo os equivalentes redutores para o 
O2 e produzindo H2O. Durante essa transferência são 
formados ATP. 
 
 
 
 
 
 
Glicólise (citosol) 
 
 
 
 
Ciclo de Krebs ou 
Ciclo do Ácido cítrico ou 
Ciclo do Ácido Tricarboxílico 
(mitocôndria) 
 
 
 
 
Cadeia transportadora de 
elétrons e Fosforilação oxidativa 
(mitocôndria) 
Compostos combustíveis 
 
 
 Glicose (outros açúcares), Transformação desses compostos 
 ácidos graxos e aminoácidos orgânicos a Acetil-CoA 
 
Acetil-CoA CO2 e H2O 
 
 
Glicose Piruvato Mitocôndria 
 (simporte piruvato-H+) 
 
Piruvato - complexo piruvato desidrogenase - formação de Acetil-CoA 
e CO2 (mitocôndria em células eucarióticas e citosol em 
procarióticas) 
 
 
 
 
 
 
Cadeia 
Respiratória 
Ciclo de 
Krebs 
• Complexo da piruvato desidrogenase – descarboxilação 
oxidativa: irreversível, remoção da carboxila do piruvato na 
forma de CO2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Piruvato + CoA + NAD+ → Acetil-CoA + CO2 + NADH 
 
• De onde vem o Hidrogênio para formação do NADH? 
 
 
 
 
 
 
 
• Acetil-CoA (Acetil coenzima A) 
 
 
 
 
 
 
 (Vitamina B5) 
NAD – Nicotinamida adenina 
Dinucleotídeo 
(Vitamina B3) FAD – Flavina adenina 
dinucleotídeo 
(Vitamina B2) 
Ciclo do Ácido cítrico 
 
• Diferença em relação a glicólise 
• sequência cíclica de reações 
• oito reações sucessivas 
• Intermediários de 4, 5 e 6 átomos de carbono 
 
• Importância: 
• Papel não é limitado a conservação de energia 
• intermediários são precursores biossintéticos de várias 
substâncias 
 
 
 
 
 
 
 
• 1 – Formação do citrato 
 
 
 
 
 
 
 
• 2 – Formação do isocitrato 
• 3 – Oxidação do isocitrato à α-cetoglutarato e CO2 
 
 
 
 
 
 
 
 
• 4 – Oxidação do α-cetoglutarato à succinil-CoA e CO2 
• 5 – Conversão de Succinil-CoA a succinato 
 
 
 
 
 
 
 
• 6 – Oxidação do succinato a fumarato 
• 7 – Hidratação do fumarato para produzir malato 
 
 
 
 
 
 
• 8 – Oxidação do succinato a fumarato 
Balanço geral da oxidação de 1 acetil-CoA no ciclo de Krebs: 
 
 1) Geração de uma molécula de ATP (GTP) 
 2) Geração de um fluxo de elétrons para a cadeia respiratória: 3 NADH e 1 
FADH2 
CADEIA RESPIRATÓRIA 
 A cadeia respiratória, também conhecida 
como cadeia transportadora de elétrons, é 
composta de uma série de enzimas 
aceptoras de elétrons, os citocro-mos. 
Todos eles estão presentes junto das 
cristas mitocondriais, onde a cadeia 
respiratória acontece 
 As enzimas que participam da cadeia 
respiratória associam-se as cristas 
mitocondriais . 
 Existe a participação de moléculas 
intermediárias que permitem a liberação 
gradativa de energia , com a consequente 
formação de ATP. Após passarem por essa 
cadeia os hidrogênios são recolhidos pelo 
O2 FORMANDO ÁGUA. 
 Na cadeias respiratória além da presença 
de NAD e de FAD, verifica-se a 
participação do citocromos. Que 
transportam hidrogênios. A medida que 
passam pela cadeia respiratória os 
elétrons liberam energia gradativamente. 
Essa energia é empregada na síntese de 
ATP. 
 Os citocromos são proteínas dotadas de um anel 
central, com íons ferro. Quando um citocromo 
recebe um par de elétrons, os seus íons Fe+++ se 
transformam em íons Fe++. Quando o par de 
elétrons é cedido para o citocromo seguinte, os íons 
ferro retornam ao seu estado inicial. Os pares de 
elétrons provenientes dos átomos de hidrogênio, ao 
passarem de um citocromo para outro, vão 
liberando energia e alcançando níveis energéticos 
progressivamentemais baixos. Ao mesmo tempo, 
os prótons H+ circulam pelo espaço existente entre 
as membranas interna e externa das mitocôndrias. 
 Em algumas etapas da passagem dos 
pares de elétrons pela cadeia respiratória, 
a energia liberada é suficiente para que 
uma molécula de ADP seja ligada a mais 
um grupo fosfato, formando uma molécula 
de ATP. Como essa fosforilação se faz 
graças à energia proveniente da oxidação 
da glicose, é chamada fosforilação 
oxidativa 
 Quando os elétrons entram na cadeia 
respiratória vindos dos átomos de hidrogênio 
trazidos pelo NADH, permitem a produção de 
três moléculas de ATP. Quando são trazidos pelo 
FADH, apenas duas moléculas de ATP são 
geradas. 
 No final da passagem dos pares de elétrons pela 
cadeia transportadora, eles são recolhidos, 
juntamente com os seus respectivos prótons 
H+, pelo oxigênio, o que resulta em moléculas 
de água. O oxigênio é o aceptor final de elétrons 
da cadeia respiratória. 
IMPORTANTE 
 O gás oxigênio é o aceptor final de 
hidrogênios. Numa célula aeróbia 
desprovida de O2 ficaria com citocromos 
saturado de elétrons esse fato impediria o 
citocromos seguinte recebesse elétrons e 
assim o transporte de elétrons ficaria 
bloqueado e não ocorreria a síntese de 
ATP. A célula morreria por asfixia. 
Rendimento Energético da Glicólise Anaeróbia 
 
Reação N° de ATP ou 
coenzimas 
formadas 
diretamente 
N° de moléculas de ATP 
formadas ao final 
Gli → Gli-6-P - 1 ATP -1 
Fru-6-P → Fru1,6-BP - 1 ATP -1 
2 Gliceraldeído-3-P → 2 1,3BPG 2 NADH 6 
2 1,3-BPG → 3-fosfoglicerato 2 ATP 2 
2 PEP → Piruvato 2 ATP 2 
2 Piruvato → 2 Acetil CoA 2 NADH 6 
2 Isocitrato → 2 α-cetoglutarato 2 NADH 6 
2 α-cetoglutarato → 2 Succinil CoA 2 NADH 6 
2 succinil CoA → 2 Succinato 2 ATP (ou 2 GTP) 2 
2 Succinato → 2 Fumarato 2 FADH2 4 
2 Malato → 2 oxalacetato 2 NADH 6 
Total 38 
Estequiometria da redução de coenzimas e formação de ATP na oxidação 
aeróbica de uma molécula de glicose através da Glicólise, Complexo Piruvato 
desidrogenase e Ciclo de Krebs