T07 - Oxidações biológicas - ciclo de Krebs e cadeia respiratória - Aula Rodrigo

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OXIDAÇÕES BIOLÓGICAS: CICLO DE KREBS E CADEIA RESPIRATÓRIA
Aula Rodrigo
Metabolismo: como a célula capta e utiliza energia;
Coordenado e dirigido;
Sistemas multienzimáticos (vias metabólicas = seleção de grupos de reações);
Canalização de energia para funções metabólicas.
Processos catabólicos e anabólicos:
Partes não são independentes devido à necessidade de acoplamento energético;
Reações anabólicas podem estar presentes em vias catabólicas;
Catabolismo é convergente e anabolismo é divergente;
Acoplamento sistêmico ocorre no metabolismo. 
Respiração celular: 
Está concentrado na mitocôndria, entretanto pode haver produção energética fora dela;
Aminoácidos, lipídios (ácidos graxos) e carboidratos convergem para acetil-CoA;
A elevação da sua concentração determina sua oxidação e aparição do ciclo de Krebs; 
Importância das primeiras etapas: fluxo de elétron que será captado por NAD+ e FAD;
3ª etapa: parte da energia derivada dos elétrons de NAD+ e FAD é transmitida à formação de ATP. 
I – produção de acetil-CoA:
Degradação de carboidratos determina formação de piruvato;
A quebra do piruvato libera CO2 e elétrons, caracterizando quadro clássico de catabolismo; 
Ponto de controle do metabolismo: ação da piruvato desidrogenase – enzima regulada por mecanismos hormonais; 
Coenzimas da conversão de piruvato a acetil-CoA: TPP, coenzima A, FAD, lipoato.
II – oxidação do acetil-CoA (ciclo de Krebs):
Molécula iniciadora do ciclo: oxalacetato, juntamente com acetil-CoA;
Acoplamento energético na própria reação de quebra da acetil-CoA permite sua conjugação ao oxalacetato;
Citrato isocitrato (reorganização molecular);
Isocitrato alfa-cetoglutarato (mesmo processo de conversão de piruato a acetil-CoA);
Alfa-cetoglutarato succinil-CoA (descarboxilação e desidrogenação); fim da descarboxilação;
Succinil-CoA succinato (reação exergônica acoplada à formação de ATP – reação endergônica); o CoA é regenerado para formação de acetil-CoA;
Succinato fumarato (desidrogenação; FADH2);
Fumarato malato;
Malato oxalacetato (desidrogenação; NADH);
No ciclo de Krebs são produzidos: 1 mol de FADH2, 3 mols de NADH e 1 mol de ATP;
Função anabólica do ciclo de Krebs: consumo de energia;
Succinil-CoA formando porfirina para produção de grupo geme;
Citrato formando ácidos graxos e esteroides.
Reações anapleróticas repõem intermediários do ciclo, como malato e oxalacetato.
III – cadeia respiratória:
Ocorre com compartimentalização de sistemas, envolvendo o espaço intermembranas;
A glicólise e o ciclo de Krebs ocorrem na matriz mitocondrial, enquanto a cadeia respiratória ocorre no espaço intermembranas;
Transporte de elétrons: proteínas ferro-enxofre, citocromos, coenzimas (NADH, FADH2, FMN, ubiquinona – atua na parte apolar da membrana); 
Ocorre entre quatro complexos proteicos, cuja função é fazer o fluxo unidirecional de elétrons derivados das coenzimas reduzidas para o aceptor final, o O2; 
O fluxo de elétrons é acompanhado por reações exergônicas, cuja energia é utilizada para bombeamento de prótons nos complexos I, III e IV; 
Oxidação do NADH ocorre no complexo I; do FADH2, no complexo II; 
Ubiquinona transfere os elétrons dos complexos I e II pela membrana apolar para o complexo III; 
O citocromo c, proteína solúvel que possui um braço móvel, transfere elétrons do complexo III para o IV; 
O IV transfere-os para o O2, com formação de água. 
Fosforilação oxidativa: 
ATP-sintase: proteína inserida na membrana interna; possui um domínio de ancoragem (poro de prótons) e um domínio catalítico (na matriz mitocondrial; realiza fosforilação oxidativa);
O retorno dos prótons à matriz para retomada do equilíbrio químico e elétrico é realizada pelo poro do domínio ancorado da ATP-sintase; 
A passagem dos prótons determina atividade catalítica da ATP-sintase, que sofre modificação conformocional para tornar-se ativa e formar ATP a partir de ADP e Pi;
A oxidação do NADH gera mais energia (2,5 mol de ATP) que a do FADH2 (1,5 mol de ATP).