12_cadeia_transportadora

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Cadeia Transportadora de 
Elétrons: Fosforilação Oxidativa
Raquel Benevides
Roteiro
1. Revisão
2. Cadeia Respiratória:
1. Mitocôndria
2. Reações de Elétron-Transferência 
na Mitocôndria
3. Síntese de ATP
4. Inibidores e Desacopladores
5. Lançadeiras
1. Revisão
RESPIRAÇÃO 
AERÓBICA X 
ANAERÓBICA ??
I- GLICÓLISE – Quebra da glicose
II- CICLO DE KREBS - Conjunto de reações que formam CO2 - H2O - NADH - FADH2
III- CADEIA RESPIRATÓRIA – Produção de moléculas de ATP
3 - FOSFATOS
PENTOSE
RIBOSE
BASE NITOGENADA
ADENINA
LIGAÇÕES RICAS EM 
ENERGIA CALORÍFICA
A
T
P
RESPIRAÇÃO CELULAR: PRODUÇÃO DE ATP 
ETAPAS DA RESPIRAÇÃO CELULAR
Localização da glicólise e do ciclo de Krebs (tricarboxilicos ou dos 
ácidos cítricos) e do transporte de elétrons e fosforilação
Citoplasma Interior da mitocôndria
28 ATP
GLICOSE AC.PIRUVICO
C 6H12O6
(2) C3H4O3
4H+
– NAD E FAD - Moléculas Carregadora de H+
- Cada molécula carrega 2 átomos de H+ 
ÁCIDO PIRÚVICO 
- 2NAD + 2H+ = 2NADH
- FORAM PRODUZIDOS 2 AC. PIRÚVICOS
CITOPLASMA 
GLICÓLISE
CITOPLASMA 
GLICÓLISE
IMPORTANTE
- SALDO DE 2 ATP NA REAÇÃO
PRODUTOS DA GLICÓLISE
PRIMEIRA ETAPA - GLICÓLISE 
Quebra da molécula glicose
PRODUTOS FORMADOS NO 
CICLO DE KREBS POR CADA 
ÁCIDO PIRÚVICO
- 3 NADH
- 1 FADH2
- 1 ATP
COMO SÃO 2 MOLÉCULAS DE 
ÁCIDO PIRÚVICO, O 
RESULTADO FINAL É: 
- 6 NADH
- 2 FADH2
- 2 ATP
M
I
T
O
Ô
N
D
R
I 
A 
L
M
A
T
R
I
Z
CICLO DE KREBS
Continuação da quebra da molécula glicose com descarboxilações 
e desidrogenações
PRODUTOS FORMADOS NA 
CONVERSÃO DE CADA ÁC. 
PIRÚVICO EM ACETIL-COA
- 1 NADH
PRODUTOS FORMADOS NA 
CONVERSÃO DE 2 ÁC. PIRÚVICO 
EM 2 ACETIL-COA
- 2 NADH
NADH
FADH2
MEMBRANA DAS CRISTAS 
MITOCONDRIAIS
PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS DE 
ELÉTRONS 
ORIGINA 2,5ATP 
ORIGINA 1,5ATP
CADEIA RESPIRATÓRIA OU CADEIA DE 
ELÉTRONS
Rendimento Energético
• Glicólise: 2 ATPs + 2 NADH
• Formação do Acetil-CoA (2x): 2 NADH + 
2 CO2
• Ciclo de Krebs (2x): 6 NADH + 2FADH2 + 
2 ATPs + 2 CO2
TOTAL: 4 ATP’s, 10 NADH e 2FADH2
2. Cadeia Respiratória: 
Fosforilação Oxidativa
2.1. Mitocôndria
Mitocôndria
� Organelas cilíndricas rígidas e alongadas com 
diâmetro de 0,5 a 1µm.
�Possuem DNA, RNA e ribossomos próprios, tendo 
assim capacidade de auto-duplicar
�Quanto maior atividade metabólica da célula, 
maior será quantidade de mitocôndrias em seu 
interior. 
�Fornecem ATP diretamente aos sítios onde o 
consumo de ATP é alto
Mitocôndria
• Teoria endossimbiótica da origem das mitocôndrias
•Presença de duas membranas
• Divisão binária
•DNA próprio
Mitocôndria - Morfologia
� A membrana externa - contém porinas (canais na
bicamada lipídica) permeável à moléculas de até 5 kDa.
� O espaço intermembrana contém várias enzimas que
utilizam o ATP proveniente da matriz para fosforilar
outros nucleotídeos.
Mitocôndria - Morfologia
• A membrana interna – presença de uma variedade de
proteínas transportadoras que tornam a membrana
permeável à moléculas metabolizadas ou requeridas
pelas enzimas concentradas na matriz.
– Forma as cristas mitocondriais
– As enzimas que participam da fosforilação oxidativa, 
resultando na geração de ATP, estão embebidas na 
membrana interna.
– ATP-sintase e Bomba de prótons
Mitocôndria
� Produção de energia a partir da luz e dos alimentos
2. Cadeia Respiratória: 
Fosforilação Oxidativa
2.2. Reações de Elétron-
Transferência na Mitocôndria
Fosforilação Oxidativa
Existem duas formas de formação do ATP:
1 – Fosforilação ao nível de Substrato
2 – Fosforilação através da cadeia transportadora 
de elétrons acoplada a fosforilação 
Os elétrons 
sustentados pelo NADH 
e FADH2 são 
rapidamente 
transferidos à cadeia 
respiratória na 
membrana interna da 
mitocôndria.
Fosforilação oxidativa 1
Fosforilação Oxidativa 2
À medida que os elétrons 
de alta energia, derivados 
dos hidrogênios de 
NADH e FADH2, são 
transportados pela 
cadeia respiratória, a 
energia liberada pelas 
suas passagens, de uma 
molécula carreadora para 
a próxima, é usada para 
bombear prótons
Fosforilação Oxidativa 3
�O gradiente eletroquímico de prótons exerce uma 
força próton-motriz que é utilizada para produzir ATP
Fosforilação Oxidativa
Estudo dos componentes
da membrana mitocondrial
COMPLEXO I: recebe elétrons do NADH
COMPLEXO II: recebe elétrons do FADH2
UBIQUINONA (Q)
COMPLEXO III
CITOCROMO c 
COMPLEXO IV
Fosforilação Oxidativa
O gradiente 
eletroquímico de 
prótons gerado durante 
o transporte de 
elétrons é usado para 
síntese de ATP através 
do complexo ATP 
sintase
Fosforilação Oxidativa 
Fosforilação Oxidativa 
Fosforilação Oxidativa
Proteínas Transportadoras de e-
Centros Ferro-
Enxofre
Fe-S
2Fe-2S
4Fe-4S
Proteínas Transportadoras de e- (I)
I. NADH desidrogenase
Ubiquinona
Proteínas Transportadoras de e- (II)
II. Succinato desidrogenase 
(FADH2). 
Proteínas Transportadoras de e-
(III)
III. Citocromo bc1 
Proteínas Transportadoras de e- (IV)
IV: Citocromo c oxidase
Cadeia Respiratória
2. Cadeia Respiratória: 
Fosforilação Oxidativa
2.3. Síntese de ATP
Síntese de ATP
O ΔG (força próton-
motora) resultante do 
gradiente químico e do 
gradiente elétrico, é 
capaz de realizar a 
síntese de ATP.
Síntese de ATP
Peter Mitchell em 1961
O intermediário da fosforilação oxidativa é o H+
Duas etapas:
1 - um gradiente de prótons é gerado pelo transporte 
de elétrons
2 - este gradiente é usado para a síntese de ATP
Teoria quimiosmótica
Síntese de ATP
1- Geração de 
gradiente 
elétroquímico de 
H+ (força próton 
motriz)
2- Acoplamento 
da síntese de ATP
Essência da teoria quimiosmótica
Síntese de ATP: ATP Sintase (V)
• Proteína 500 kDa com várias subunidades
• Projeta-se na matriz mitocondrial
• Fixada a um carreador transmembrânico
• A porção transmembranica (F0) funciona como uma carreador
de H+, voltada para a matriz (F1ATPase) normalmente sintetiza
ATP quando íons H+ passam por ela a favor de seu gradiente.
Síntese de ATP: ATP Sintase (V)
Aproximadamente 1 ATP é formado para cada 4 H+ que passam pela 
ATP sintase
Síntese de ATP: ATP Sintase (V)
Síntese de ATP
Síntese de ATP
Aproximadamente 1 ATP é formado para cada 4 H+ que passam pela ATP sintase
NADH: 10 H+ 2,5 ATPs
FADH2: 6H+ 1,5 ATPs
Sistemas de Transporte de 
Nucleotideos de Adenina e Fosfato
2. Cadeia Respiratória: 
Fosforilação Oxidativa
2.4. Inibidores e Desacopladores
Inibidores
Desacopladores
Desacopladores: são compostos que dissociam o transporte de elétrons da 
síntese de ATP.
Inibidores e Desacopladores
Desacopladores Biológicos
FORMAÇÃO DE CALOR 
(tecido adiposo marrom)
• Esta proteína que tem a sigla em
inglês de UCP, é a principal
produtora de calor em mamíferos.
• Ocorre principalmente em animais
que hibernam.
• Também tem relação com
diferenças no metabolismo entre
as diferentes pessoas.
• A energia derivada do transporte
de elétrons é liberada como calor.
Oxidase Alternativa (Plantas)
2. Cadeia Respiratória: 
Fosforilação Oxidativa
2.2. Lançadeiras
• NADH citosólico oriundo da glicólise
não pode cruzar a membrana
mitocondrial;
• Transferência de eletrons por
transportadores:
– Lançadeira Malato-aspartato (músculo e 
cérebro)
– Lançadeira Glicerol-3-fosfato (rins, fígado e 
coração)
Lançadeiras
Lançadeira Malato-aspartato
NADHglicolitico 
rende 2,5 ATP
Lançadeira Glicerol-3-fosfato
NADH 
glicolitico 
rende 1,5 ATP
Rendimento Energético Completa 
Oxidação da Glicose
Bom Dia!