Aula 21 - Oxidações biológicas

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OXIDAÇÕES BIOLÓGICAS
 Bioquímica Básica Aula 21
Profa. Dra. Isabel L. Massaretto
POTENCIAL DE ÓXIDO-REDUÇÃO
CONCEITO
É a diferença de potencial elétrico, gerada pela passagem de elétrons.
Ex.:
Cu+ + Fe+++ 		Fe++ + Cu++
POTENCIAL DE ÓXIDO-REDUÇÃO
CONCEITO
É a diferença de potencial elétrico, gerada pela passagem de elétrons.
Ex.:
Cu+ + Fe+++ 		Fe++ + Cu++
São 2 semi-reações ou pares redox:
Cu+ 		e- + Cu++ oxidação
Fe+++ + e- 		Fe++ redução
POTENCIAL DE ÓXIDO-REDUÇÃO
SISTEMA DE REFERÊNCIA
2H+ + 2e-		 H2
Célula eletroquímica de referência. H2 gasoso a pressão de 1atm e 1M de H+
Exemplo, se:
Fe+3 + e-  Fe+2
Célula eletroquímica: medida de potencial
de óxido-redução
H0  H+ + e- H+ portanto pH  
Se:
Fe+2  Fe+3 + e- 
H0  H+ + e- H+ portanto pH  
Célula teste contendo 1M das espécies reduzidas e oxidadas do par redox em exame
POTENCIAL DE ÓXIDO-REDUÇÃO
SISTEMA DE REFERÊNCIA
2H+ + 2e-		 H2		
Célula eletroquímica de referência. H2 gasoso a pressão de 1atm e 1M de H+
Célula teste contendo 1M das espécies reduzida e oxidada do par redox em exame
Físico-química (E0)
H+ = 1M  pH=0
Potencial redox = 0 Volts (convenção)
Bioquímica (E0’)
H+ = 10-7M  pH=7
Potencial redox = -0,421Volts
POTENCIAL DE ÓXIDO-REDUÇÃO
Potencial de redução padrão (E0)
Potencial de redução padrão bioquímico (E0')
Cada sistema (par) de óxido-redução tem um E0‘ característico que expressa sua tendência em ganhar ou perder elétrons. 
X
POTENCIAL DE ÓXIDO-REDUÇÃO
POTENCIAL DE ÓXIDO-REDUÇÃO
* Toda transferência de elétrons tem uma ∆E‘0
* Cada ∆E‘0 tem um ∆G‘ correspondente:
		 ∆G‘ = -nF∆E‘0
		n = número de elétrons transferidos
		F = constante de Faraday = 23,06 kcal/V. mol
		
		 
OXIDAÇÃO DO NADH ATÉ OXIGÊNIO
 NAD+ + H+ + 2e- NADH Eo' = - 0,32V
 ½O2 + H+ + 2e- H2O Eo' = + 0,82V
 A reação acontecerá da seguinte forma:
 ½O2 + NADH + H+ H2O + NAD+ Eo' = +1,14 V
Aplicando a equação:
Go' = - nF.Eo'
 = -2 x 23,06 x 1,14
 = - 52,6 kcal /mol 
ΔEo' = Eo' do oxidante - Eo' do redutor
 = 0,82 - ( - 0,32) 
 = 1,14 V
ENERGIA LIVRE 
ATP
Energia Química
Energia Mecânica
Energia Elétrica
Energia Osmótica
Energia Térmica
ATP
SISTEMAS BIOLÓGICOS DE ÓXIDO-REDUÇÃO
Localização / Objetivos
*mitocondrial  produção de Energia
* extra-mitocondrial  hidroxilações para aumento da solubilidade e excreção
* mitocondrial e/ou extramitocondrial  radicais livres
Enzimas
*desidrogenases: SH2  S + 2H0
* oxidases: Sred + O2  Soxid + O--
* oxigenases (hidroxilases): AH + BH2 + O2  A-OH + B + H2O
SISTEMAS BIOLÓGICOS DE ÓXIDO-REDUÇÃO
Necessidade de cofatores
*transportadores de H  NAD+, FAD, CoQ
* transportadores de e-  citocromos (Fe+++/Fe++)
O OXIGÊNIO E OS SISTEMAS BIOLÓGICOS DE ÓXIDO-REDUÇÃO
Seres aeróbicos
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O		381 kcal/100g
Seres aneróbicos
C6H12O6  2H3C-CH2-OH + 2CO2		31 kcal/100g
O2 = aceptor final dos e- para os seres aeróbicos