Cadeia Transportadora de Elétrons

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Prof. João Jaime Giffoni Leite
• Cadeia respiratória
– Etapa da respiração celular
• Onde ocorre?
– Cristas mitocondriais
• Porque? Adorável professor?
– É lá onde se encontram transportadores (de elétrons)
protéicos com diferentes graus de afinidade para os elétrons
• Cadeia respiratória
– Vocês se lembram das moléculas de NADH e de
FADH2?
– Aquelas formadas tanto na Glicólise, como
no Ciclo de Krebs...
– Transferem os elétrons que transportam para as proteínas
(Citocromos) da cadeia transportadora de elétrons...
• Cadeia respiratória
– Libertação gradual de energia
• À medida que os elétrons passam de um transportador 
para outro
– Energia libertada vai ser utilizada na síntese de moléculas de 
ATP, a partir de ADP+Pi, dissipando-se alguma sobre a forma 
de calor
• NADH: permite a síntese de três moléculas de ATP
• FADH2: permite a síntese de duas moléculas de ATP
• Cadeia respiratória
– No final da cadeia transportadora...
• Elétrons são transferidos para um aceitador final
– Oxigênio
» Capta dois prótons H+, formando-se uma molécula de 
água
– Responsável pela maior parte de ATP da célula
• Transportadores de elétrons:
– NADH+ e o FADH2
• Transportam os elétrons de diferentes vias até a CTE
– Dentro da cadeia...
• Fluxo se estabelece entre uma série de transportadores 
que incluem:
– Carreadores de membrana (como as quinonas)
– Citocromos
– Proteínas ferro-sulfonadas
• Transportadores de elétrons:
– Ubiquinona
• Redução pode se dar em duas etapas diferentes:
– Recebe o 1º elétron, sendo reduzida a radical semiquinona –
UQH
– Recebe o 2º elétron - Ubiquinol - UQH2
» Desta forma, a ubiquinona pode fazer a interação entre 
doadores de 2 elétrons e receptores de um único.
• Transportadores de elétrons:
– Citocromos
• Proteínas contendo ferro, portanto um grupo heme, 
responsável pelas diferentes variações:
– Citocromos a, b e c
» Citocromo a e b
• Proteínas de membrana
» Citocromo c
• “Preso" à superfície externa da membrana interna 
por interações eletrostáticas
• Complexo I: NADH coenzima Q oxidoredutase/ 
NADH desitrogenase
– Equação geral: NADH + H+ + UQ NAD+ + UQH2
– A entrega não é direta...
• Mediada por:
• FMN (Flavina MonoNucleotídeo)
– Entrega os elétrons à Fe-S ao
qual está associada
– Depois os elétrons são entregues
à UQ
• Complexo II: Succinato desidrogenase
– Enzima oxidante: succinato desidrogenase
• Única do Ciclo de Krebs
ligada à membrana interna
da mitocôndria
– Através dela que os elétrons
são doados ao FAD, para daí
serem entregues à UQ via
Fe-S
• Complexo II: Succinato desidrogenase
– Importante!!!
• Este complexo não é responsável pelo bombeamento 
de nenhum próton para o espaço intermembrana
– Elétrons que chegam à CTE via FADH2 só serão responsáveis 
pelo bombeamento de prótons a partir do complexo III
– Por isso que ....
» Síntese de 1ATP a menos pelo FADH2 em comparação ao 
NADH+
• NADH+ = 3 ATPs
• FADH2 = 2 ATPs
• Ubiquinona
– Movimenta-se ao longo da bicamada lipídica
• Após receber elétrons a partir de qualquer um dos
complexos anteriores, caminha até o complexo III
• Complexo III
– Responsável por recebê-los e repassá-los ao citocromo c
• Complexo III: Ubiquinona – citocromo C 
oxidoredutase
– UQH2
• 1° elétron - Cit c
• 2° elétron - Cit b (no complexo)
– Será devolvido à UQ
» Estabelecendo um ciclo
• Complexo III: Ubiquinona – citocromo C
oxidoredutase
– UQH2
• Ciclo que se repete nessas etapas:
1. UQH
1. Recebe um elétron do
complexo I ou II
2. Recebe 1H+ da matriz.
2. UQH2
1. Libera 1H+ para o espaço
intermembrana
2. Doa 1 elétron para o cit b
3. UQH
1. Libera outro H+
2. Doa um elétron ao cit c
4. UQ
1. Recebe de volta um elétron
do cit b
2. Recebe 1H+ da matriz
1
• Complexo III: Ubiquinona – citocromo C
oxidoredutase
– UQH2
• Ciclo em que se repetem estas etapas:
1. UQH
1. Recebe um elétron do
complexo I ou II
2. Recebe 1H+ da matriz.
2. UQH2
1. Libera 1H+ para o espaço
intermembrana
2. Doa 1 elétron para o cit b
3. UQH
1. Libera outro H+
2. Doa um elétron ao cit c
4. UQ
1. Recebe de volta um elétron
do cit b
2. Recebe 1H+ da matriz
2
• Complexo III: Ubiquinona – citocromo C
oxidoredutase
– UQH2
• Ciclo em que se repetem estas etapas:
1. UQH
1. Recebe um elétron do
complexo I ou II
2. Recebe 1H+ da matriz.
2. UQH2
1. Libera 1H+ para o espaço
intermembrana
2. Doa 1 elétron para o cit b
3. UQH
1. Libera outro H+
2. Doa um elétron ao cit c
4. UQ
1. Recebe de volta um elétron
do cit b
2. Recebe 1H+ da matriz
2
3
• Complexo III: Ubiquinona – citocromo C
oxidoredutase.
– UQH2
• Ciclo em que se repetem estas etapas:
1. UQH
1. Recebe um elétron do
complexo I ou II
2. Recebe 1H+ da matriz.
2. UQH2
1. Libera 1H+ para o espaço
intermembrana
2. Doa 1 elétron para o cit b
3. UQH
1. Libera outro H+
2. Doa um elétron ao cit c
4. UQ
1. Recebe de volta um elétron
do cit b
2. Recebe 1H+ da matriz
4
• Citocromo c
– Movimenta-se na superfície externa da
membrana
• Levando assim os elétrons recebidos do complexo III
ao IV
• Complexo IV – Citocromo C oxidase
– Elétrons após passarem pelos cit a e cit a3
• Serão doados a 4H+ e 1O2 da matriz
• Sintetizando
– Duas moléculas de água
• Cadeia transportadora de elétrons
– Não produz nenhum ATP
• Responsável apenas por gerar um potencial
eletroquímico de prótons
– Prótons
• Ejetados da matrix mitocondrial para o espaço
intermembrana da mitocôndria
• ATP sintase
– Complexo localizado também na membrana
mitocondrial interna
– Prótons
• Poderão passar de volta ao interior da mitocôndria
• Energia liberada neste transporte utilizada pelo
complexo para síntese de ATP
– A partir de ADP e Pi
• ATP sintase
– Constituido por:
• Componente integral de membrana (a porção F0)
– Canal iônico por onde passarão os prótons
• Porção periférica (F1, voltada para a matriz)
– Acoplada à primeira
Fo
F1
• ATP sintase
– Modelo atual (de Boyer)
• Sugere alternação da interação entre substrato e a
enzima
– Conseqüência da mudança estrutural nesta última em função
da passagem do H+
• ATP sintase
– Modelo atual (de Boyer)
• Sítios da enzima alternariam os estados de ligação com
o substrato em:
– Aberto (O)
– Frouxo (L)
– Preso (T)
• ATP sintase
– Modelo atual (de Boyer) 
• Sítios da enzima alternariam os estados de ligação com 
o substrato em:
– Posição L 
» ADP e Pi se ligam frouxamente
– Posição T (após a passagem do H+)
» ATP é sintetizado pela passagem de apenas um H+
– Posição O 
» ATP só será liberado quando um novo H+ passar pelo 
complexo
» Sintetizando mais um ATP
• Saldo da Glicólise
– 2 ATPs
– 2 Piruvatos
– 2 NADH
• Saldo na fase intermediária
– 2 NADH
– 2 CO2
• Saldo do Ciclo de Krebs
– 6 NADH
– 2 FADH2
– 2 GTPs – 2 ATPs
• Síntese de ATP
– 10 NADH ( 1 NADH = 3ATPs) = 30ATPs
– 2 FADH2 ( 1 FADH2 = 2ATPs) = 4ATPs
Balanço Final da 
Respiração celular
Saldo da Glicólise
2 ATPs
Saldo do Ciclo de Krebs
2 ATPs
Síntese de ATP
34 ATPs
TOTAL: 38 ATPs
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