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1 Citocromos Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Os citocromos são, em geral, hemeproteínas unidas a uma membrana. Essas proteínas fazem parte da membrana interna da mitocôndria, das membranas do retículo endoplasmático e da membrana tilacoíde dos cloroplastos. Nas bactérias pode se observar essas estruturas aderidas à sua membrana plasmática. Citocromos presentes na membrana interna da mitocôndria Grupo Heme São essas estruturas uma das principais responsáveis pela geração de ATP no sistema transportador de elétrons. Os citocromos são vistos como proteínas monoméricas com subunidades de grandes complexos enzimáticos que catalisam reações do tipo redox. Assim, em todas as membranas que possuem essa proteína ocorre o transporte de elétrons. O íon de ferro presente no grupo heme é o grande responsável pelo sucesso de transferência de elétrons dessas proteínas. O heme é a molécula de ferro protoporfirina IX que é formada por quatro anéis pirrólicos, várias cadeias laterias substituintes, unidas por um átomo central de ferro. 2 Ci to cr om os Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Os citocromos são fundamentais em várias reações de oxi-redução. Por se localizarem dentro das membranas de uma forma organizada, as reações redox são mantidas em uma sequência adequada para sua máxima eficiência. Classificação dos citocromos Podem ser classificados em a, b e c. Essa organização é determinada pelo espectro de absorção que cada um apresenta. Subtipos de citocromos: Esses são organizados por um índice que indica, em nanômetros, o pico de absorção máxima. Os citocromos também podem se diferenciar em relação aos radicais substituintes do grupo heme e a forma que esse heme se liga na proteína. Nos tipos a e b, o grupo heme se liga de forma não covalente e no tipo c de forma covalente através de ligações tioéter, formada por resíduos de cisteína. Diferença entre os citocromos (Explicação da figura na aula) O citocromo c é uma proteína periférica presente na parte externa da membrana interna mitocondrial. Ou seja, ela é diferente dos outros tipos que são proteínas integradas. O citocromo c por causa do seu tamanho e mobilidade, também, conecta o complexo III (recebendo o elétron) ao complexo IV (que doará esse elétron). O complexo IV possui dois grupos heme, do tipo a e a3, além de outro íon, o cobre que pode variar entre os estados Cu+2 e Cu+1. Mais exemplos de citocromos: • O citocromo b5 redutase: é a enzima sanguínea que cumpre a função de maximizar a capacidade dos glóbulos vermelhos em transportar o oxigênio. • O citocromo P450: representa uma superfamília de hemeproteínas. Essa enzima é a principal responsável pelo metabolismo oxidado dos xenobióticos e está presente em várias espécies tanto em bactérias como em mamíferos. 3 Citocromos EXERCÍCIOS. Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br 1. Qual a estrutura presente nos citocromos que conferem à essas estruturas a capacidade de transferências de elétrons? 2. No geral como podem ser observados os citocromos? 3. O que é grupo heme? 4. Do ponto de vista da bioenergética qual a principal função biológica dos citocromos? 5. O que é e qual a principal função da citocromo P450? 6. No geral onde estão localizados os citocromos? 7. Qual a principal função da citocromo b5 redutase? 8. O citocromo c é uma proteína integrada? Explique. questão resolvida na aula 4 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br 9. Explique de que maneira podemos classificar os diferentes citocromos. 10. Quais as diferenças entre os tipos de citocromos a,b e c? gabarito. Resposta da Questão 1: O íon de ferro presente no grupo heme (molécula de ferro protoporfirina IX) é o grande responsável pelo sucesso de transferência de elétrons. Resposta da Questão 2: Essas estruturas são proteínas monoméricas presentes como subunidades de grandes complexos enzimáticos que estão envolvidos em reações químicas do tipo redox. Eles são fundamentais em várias reações de oxi-redução. Resposta da Questão 3: O grupo heme é a molécula constituída por quatro anéis pirrólicos unidos por pontes meteno e com várias cadeias laterias que podem variar, além do átomo de ferro localizado entre esses anéis. Essa molécula possui várias funções na biologia como por exemplo detoxificação de drogas, peroxidação lipídica, transporte de oxigênio, transporte de elétrons. Resposta da Questão 4: Essas estruturas são essenciais para as várias reações de oxi-redução da biologia celular. Além disso por estarem localizadas dentro das membranas de maneira organizada, as reações redox são mantidas de forma sequenciada o que favorece a eficiência do processo de criação do gradiente de prótons no espaço intermembrana mitocondrial. Essa força próton-motriz ativa a ATP sintase, enzima chave no processo de síntese de ATP. Resposta da Questão 5: Essa enzima é a representante de uma superfamília de hemeproteínas que fazem parte no metabolismo de xenobióticos (fase 1). Resposta da Questão 6: De maneira geral, os citocromos estão localizados dentro das membranas de uma forma organizada. Dessa maneira as reações redox são mantidas em uma sequencia adequada para sua máxima eficiência. Resposta da Questão 7: Essa molécula é uma enzima com função de otimizar a capacidade dos glóbulos vermelhos em transportar o oxigênio. Resposta da Questão 8: Não, o citocromo c é uma proteína periférica localizada na parte externa da membrana interna da mitocôndria. Por causa de seu tamanho e mobilidade essa estrutura conecta o complexo III ao complexo IV da cadeia transportadora de elétrons. Resposta da Questão 9: Essas proteínas podem ser classificadas em a, b e c. Essa organização é estabelecida de acordo com o espectro de absorção que cada um apresenta. Além disso os radicais localizados nas cadeias laterais do grupo heme também podem variar diferenciando esses citocromos. Resposta da Questão 10: Nos tipos a e b, o grupo heme se liga de forma não covalente e no tipo c de forma covalente através de ligações tioéter, formada por resíduos de cisteína.
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