Aula 8 Respiração Celular

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Cadeia de Transporte de Elétrons CTE
e Fosforilação Oxidativa
Prof. Adriano Sartori
The Dance 
Foyer at the 
Opera on the 
rue Le Peletier
Edgar Degas, 
1872
Musée d’Orsay
A origem da mitocôndria?
Bactéria aeróbica que foi incorporada por células procariontes?
Evidência: Possui seu próprio DNA e 2 membranas
Retículo 
Endoplasmático
Núcleo
Citoplasma Citoesqueleto
Ribossomos
Complexo de 
Golgi
Lisossomo
MITOCÔNDRIA
Mitocôndrias
Descobertas pelo cientista alemão
Richard Altmann em 1884;
São organelas em forma de bastonetes;
São delimitadas por duas membranas
(interna e externa);
A mais externa é lisa e semelhante as
demais membranas celulares;
A mais interna possui composição
química diferente (maior teor de
proteínas) e apresentam dobras que se
projetam para o interior da organela;
O interior da mitocôndria possui um liquido, chamado matriz
mitocondrial, que contem diversas enzimas, DNA, RNA e ribossomos;
Nas mitocôndrias ocorrem o Ciclo de Krebs, CTE e Fosforilação
Oxidativa (produção de ATP)
Oxidação Completa da Glicose
C6H12O6+ 6 O2 + 36-38 ADP + 36-38 Pi
6CO2 + 6H2O + 36-38 ATP 
Via Glicolítica gastou:1 glicose, 2 ADP, 2 Pi, 2 NAD+
gerou: 2 ATP, 2 NADH
Formação de Acetil-CoA gastou: 2 NAD+
gerou: 2 CO2, 2 NADH
Ciclo Ac. Cítrico gastou: 6 NAD+, 2 FAD2+, 2 GDP, 2 Pi, 2 AcCoA
gerou: 4 CO2, 6 NADH, 2 FADH2, 2 GTP
Ciclo ADP-ATP
Utilização da Energia de ATP
Uso diário de ATP
g ATP/tecido
ATP -Curiosidades
Geralmente não é sintetizado de novo;
Sempre obtido por reciclagem de ADP
(ATP + ADP permanece constante);
Quantidade total de ATP + ADP no organismo – 100g;
Indivíduo em repouso – 40kg de ATP em 24 horas;
Esforço vigoroso – 0,5 kg/minuto;
Corrida de 2 h – 60 kg de ATP.
Carreadores Ativados do Metabolismo
1. Carreador ativado de fosfato
ADP / ATP
2. Carreadores ativados de elétrons para a oxidação de alimentos
NAD+/ NADH
FAD / FADH2
FMN / FMNH2
3. Carreador ativado de elétrons para biossínteses redutoras
NADP+/ NADPH
4. Carreador ativado de fragmentos de dois carbonos
CoA / AcetilCoA
CTE – Sequência de reações de óxido-
redução 
A oxidação é sempre acompanhada por redução de um aceptor de elétrons.
Oxidação–perda de elétrons Redução–ganho de elétrons
Na oxidação o agente redutor é oxidado (o agente redutor perde elétrons)
Pares Redox
Observem que os elétrons passam de A para B
Tipos de Reação de Óxido Redução
Reações aonde apenas elétrons são transferidos
Citocromo c (Fe2+) + Citocromo a (Fe3+) ⇆
Citocromo c (Fe2+) + Citocromo a (Fe3+) 
Reações aonde se transferem elétrons e prótons
NADH + H+ FAD ⇆ NAD+ + FADH2
Potencial de Óxido Redução
Potencial do eletrodo de hidrogênio padrão: 0,0V a pH 0,0
O par redox 2 H+ / H2 em sistemas biológicos, pH 7,0: -0,42 V
Variação padrão de energia livre
Eº = potencial padrão em pH 7,0
n = número de elétrons sendo transferidos
F = constante de Faraday, 96,5 KJ.V-1.mol-1
Pares redox envolvem transferência de energia livre
Potencial de Óxido-Redução(E0)
Medida da afinidade por elétrons, em Volts
NAD+ +2 e- ⇆ NADH E0 = -0,32 V
Piruvato + 2 e- ⇆ Lactato E0 = -0,19 V
Piruvato + NADH ⇆ Lactato + NAD+ ΔE0 = 0,13 V
ΔG = - nFΔE
Prevendo a Direção da Transferência de Elétrons
Potencial de Oxidação-Redução: quanto maior o número, maior a facilidade 
de receber elétrons (Ex: oxigênio tem alta capacidade de receber elétrons –
trata-se de um bom agente oxidante)
Par NAD+/NADH tem potencial de -0,32 V e o par piruvato/lactato tem 
potencial de -0,19 V. Logo o para piruvato/lactato tem maior “afinidade” 
por elétrons e os elétrons fluirão do NADH para o piruvato gerando 
lactato, desde que a lactato desidrogenase esteja presente.
Prevendo a Direção da Transferência de Elétrons
Piruvato + NADH ⇆ Lactato + NAD+
Potencial de Oxidação-Redução dos 
Transportadores de Elétrons da CTE
Observem que os elétrons estão em ordem crescente 
de potencial, para garantir o fluxo unidirecional de 
elétrons!!!!
Cadeia de Transporte de Elétrons
NADH O2
Sequencia de reações de oxido-redução.
Componentes da membrana mitocondrial interna.
A ordem dos complexos na CTE
Observem que tanto o Complexo I quanto o II transferem elétrons para a CoQ. O 
Complexo II é a própria succinato desidrogenase do Ciclo de Krebs;
A ordem dos complexos na CTE
O Complexo I
Mononucleotídeo de Flavina
Grupo Heme
Centro Ferro-Enxofre
Íons de Cobre
O Complexo II
Coenzima Q -
Ubiquinona
Por sua capacidade de transferir elétrons, é usada como 
antioxidante (Estudos em andamento)
Coenzima Q
Complexo 
III
Citocromo c
Pequena proteina contendo um grupo heme (hemeproteína contendo Fe3+/Fe2+),
transfere elétrons do complexo III para o citocromo a do complexo IV. Esta
frouxamente ligado a membrana externa da mitocôndria. Possui vários resíduos de
lisina em sua superfície, o que o permite fazer interação eletrostática com o
complexo III e IV
Banda Soret
Banda Q
Complexo IV
Cadeia de Transporte 
de Elétrons
Gradiente de prótons 
mitocondrial
Força Próton-Motriz
ATP-Sintase
A CTE em Ação
Lançadeira Glicerol-Fosfato
O NADH produzido 
no citosol (em 
qualquer reação) é 
usado para 
produzir glicerol 
fosfato, o qual 
transfere os 
elétrons do NADH 
para a CoQ na 
matriz 
mitocondrial
Lançadeira Malato-Aspartato
O NADH produzido 
no citosol (em 
qualquer reação) é 
usado para 
oxaloacetato, que 
por sua vez produz 
malato que entra 
na mitocôndria e 
doa os elétrons 
gerando NADH
Transportadores de ADP, ATP e Pi
Inibidores Específicos
Inibidores Específicos
Regulação Farmacológica