Aula 8 - Cadeia Transportadora de Elátrons e Fosforilação Oxidativa

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Cadeia Transportadora de 
Elétrons e Fosforilação Oxidativa 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR 
INTRODUÇÃO A BIOQUÍMICA 
 
Mitocôndria – algumas considerações 
Membrana externa 
Membrana interna 
Espaço intermembrana 
Crista 
Matriz 
Mitocôndria 
Membrana externa 
Membrana interna 
Espaço intermembrana 
Crista 
Matriz 
Permeável a íons e moléculas 
pequenas – porinas (canais 
transmembranas) 
Mitocôndria 
Membrana externa 
Membrana interna 
Espaço intermembrana 
Crista 
Matriz 
Impermeável a moléculas 
pequenas e íons como o H+. As 
únicas moléculas que 
atravessam a membrana interna 
o fazem através de 
transportadores específicos. 
Mitocôndria 
Membrana externa 
Membrana interna 
Espaço intermembrana 
Crista 
Matriz 
Contém o complexo 
da piruvato 
desidrogenase, as 
enzimas do ciclo de 
Krebs, via da -
oxidação dos ácidos 
graxos e as vias de 
oxidação dos 
aminoácidos 
Cadeia Transportadora de Elétrons e 
Fosforilação Oxidativa 
As moléculas de hidrogênio retiradas da 
glicose pelas moléculas de NAD+ e FAD+, 
produzindo NADH e FADH,durante a 
glicólise e o ciclo de Krebs, serão 
transportadas até o oxigênio, formando 
moléculas de água, liberando energia 
para a produção de ATP. 
 
 CTE – Exotérmica 
Fosforilação Oxidativa - Endotérmica 
Cadeia Transportadora de Elétrons 
Complexos Respiratórios 
• Complexo I – NADH-CoQ oxidorredutase 
• Complexo II – Succinato-CoQ 
oxidorredutase 
• Complexo III – CoQH2-citocromo c 
oxidorredutase 
• Complexo IV – Citocromo c oxidase 
Complexos Respiratórios 
Catalisam a 
transferência de elétrons 
para a ubiquinona 
(coenzima Q) 
Transporta elétrons 
da ubiquinona até o 
citocromo c 
Transporta 
elétrons do 
citocromo c 
ao O2 
Complexo I - NADH-CoQ oxidorredutase 
Catalisa obrigatoriamente 2 
processos: 
1. Catalisa a transferência de 
elétrons do NADH para a 
coenzima Q (CoQ) 
2. Transferência endergônica 
de 4 prótons da matriz para o 
espaço intermembrana. 
 
NADH + H+ + CoQ  NAD+ + CoQH2 
Complexos Respiratórios 
Catalisam a 
transferência de elétrons 
para a ubiquinona 
(coenzima Q) 
Transporta elétrons 
da ubiquinona até o 
citocromo c 
Transporta 
elétrons da 
do citocromo 
c ao O2 
Complexo II – Succinato-CoQ 
oxidorredutase 
• Catalisa a transferência de elétrons para a 
coenzima Q. 
• Bem mais simples que o complexo I 
• Ao invés do NADH a fonte de elétrons é o 
succinato. 
 Succinato + E-FAD Fumarato + E-FADH2 
 E-FADH2 + CoQ E-FAD + CoQH2 
Succinato + CoQ Fumarato + CoQH2 
A enzima succinato desidrogenase faz parte do complexo II 
Complexos Respiratórios 
Catalisam a 
transferência de elétrons 
para a ubiquinona 
(coenzima Q) 
Transporta elétrons 
da ubiquinona até o 
citocromo c 
Transporta 
elétrons da 
do citocromo 
c ao O2 
Complexo III –CoQH2-citocromo c 
oxidorredutase (citocromo redutase) 
• Catalisa a oxidação do coenzima Q reduzida 
(CoQH2) 
• Formado por: 
 
CoQH2 + 2 Cyt c[Fe(III)] CoQ + 2 Cyt c[Fe(II)] + 2H
+ 
2 Citocromo b (bH e bL) 
1 Citocromo c1 
Proteínas ferro-enxofre 
OBS – os citocromos não carregam hidrogênios e sim 
elétrons 
Equação Geral 
Os íons hidrogênio 
passam para o outro lado 
da membrana 
Complexos Respiratórios 
Catalisam a 
transferência de elétrons 
para a ubiquinona 
(coenzima Q) 
Transporta elétrons 
da ubiquinona até o 
citocromo c 
Transporta 
elétrons da 
do citocromo 
c ao O2 
Complexo IV – Citocromo c oxidase 
2 Cyt c[Fe(II)] + 2H+ + 1/2 O2 2Cyt c[Fe(III)] + H2O 
Equação Geral 
Catalisa a transferência de elétrons do citocromo c para o 
oxigênio. 
Esse complexo contém : 
Citocromos a e a3 
Íons Cu2+ (aceptores de elétrons intermediários entre os cit a e cit a3). 
 
Cyt c Cyt a Cu2+ Cyt a3 O2 
CTE e Fosforilação 
• A energia liberada pelas reações de oxidação 
na CTE é usada na fosforilação do ADP (isso 
não ocorre de modo direto). 
• Como isso ocorre? 
As reações de oxidação originam um gradiente de pH 
devido às diferenças de concentração de íons nos 
lados interno e externo da membrana interna 
mitocondrial. A energia do potencial eletroquímico pela 
membrana é convertida em energia química 
armazenada pelo ATP. 
Gradiente eletroquímico 
ATP-sintase 
Porção F1 – Projeta-se 
para a matriz. 
Porção F0 – Estende-se 
na membrana. 
ATP-sintase 
Porção F1 – sítio de síntese 
do ATP. 
OBS – Enzima também chamada 
de ATPase mitocondrial porque 
catalisa a hidrólise do ATP. 
Desacopladores 
São agentes que INIBEM a fosforilação do ADP 
sem afetar o transporte de elétrons. 
Exemplos 
Dinitrofenol (dinitrofenolato) – Ânion que reage com os prótons no espaço 
intermembranas, reduzindo a diferença de concentração de prótons entre 
os dois lados da membrana mitocondrial interna. 
 
Gramicidina A e Valinomicina – São ionóforos formando canais de Na+, H+ 
e K+. O gradiente de prótons é anulado. 
Bloqueadores (inibidores) da 
Respiração 
São agentes que BLOQUEIAM o fluxo de elétrons 
gerando acúmulo dos complexos reduzidos antes do 
ponto de bloqueio e presença de complexos oxidados 
após o ponto de bloqueio. 
Exemplos 
 
Barbitúricos – Complexo I 
Rotenona – Complexo I 
Malonato – Complexo II 
Antimicina A – Complexo III 
Cianeto (CN-), monóxido de carbono (CO), azida (N3-) – Complexo IV 
Sem CTE não há 
gradiente de prótons e 
consequentemente 
não há síntese de ATP 
Mitocôndria 
Cadeia Transportadora de Elétrons e 
Fosforilação Oxidativa 
A membrana mitocondrial interna é 
impermeável ao NADH. Como então ele 
consegue “chegar” na cadeia respiratória? 
 
 
 
Lançadeira malato-aspartato 
•Fígado 
 
•Rim 
 
•Coração 
 
Lançadeira do glicerol 3-fosfato 
•Cérebro 
 
•Músculo 
esquelético