Bioquímica II - conteúdo 06

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Aula 06 – Ciclo do ácido cítrico e Cadeia transportadora de elétrons
Nome: Victor Bruno Borges da Silva
· Produção do acetyl-CoA
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· O piruvato vai sofrer uma descarboxilação, é uma reação irreversível
· Formado por um aglomerado de enzimas
· Terá a entrada da enzima CoA-SH + NAD
· O NAD saí da reação roubando um hidrogênio
· E1: Piruvato desidrogenase
· E2: Di-hidrolipoil transacetilase
· E3: Di-hidrolipoil desidrogenase
· Complexo da piruvato desidrogenase
· Coenzimas derivadas de vitaminas do complexo B
· Tiamina (B1) E1 da PDH (grupo prostético → vai ficar após ocorrer a reação)
· Importante para o metabolismo dos carboidratos e aminoácidos, essencial nas reações que produzem energia
· Deficiência causa Beribéri: levando a diminuição da acetil colina e comprometimento da função neural e cardiovascular
· Sintomas: insônia, nervosismo, irritação, fadiga, perda de apetite e energia (casos graves causa parestesia e edema em membros inferiores)
· Ácido Pantotênico (B5) E2 da PDH
· Riboflavina (B2) E3 da PDH
· Deficiência: rachaduras dolorosas nos cantos da boca e lábios, manchas escamosas na cabeça, na boca e língua arroxeada. (casos graves deficiência visual)
· Fontes: Leite, hortaliças, ovo e queijo
· Niacina (B3) E3 da PDH
· Sua deficiência causa pelagra
· Sintomas: Dermatite com descamação fotossensível nas mãos e pescoço
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· Explicando o processo
· 1º passo: a E1, pegando o piruvato e descarboxilando o piruvato
· Sendo formado um NADH
· Vai entrar nessa reação duas moléculas de hidrogênio, será formado uma hidroxi-etil
· 2º passo: a hidroxietila será transferida para o lipoato
· A E2 estava no estado oxidado e vai para o estado reduzido 
· 3º passo:
· Vai entrar a coenzima A na reação que vai se conectar ao hidroxietil
· 4º passo:
· A E3 tem um NAD que está no estado oxidado
· Ele vai oxidar a E2 e a E3 ficará no estado reduzido
· 5º passo:
· O NAD vai entrar na reação e pegar os dois hidrogênios do FAD
· Fazendo com que a E3 volte para o estado oxidado
· Ciclo do ácido cítrico
· Funções
· Produção de precursores para síntese de ureia, porfirinas (grupo heme = hemoglobinas, citocromos e fatores de coagulação), aminoácidos e ácidos graxos
· Produzir 3 NADH e 1 FADH2 para síntese de ATP (vindo da glicólise isso dobra)
· Produzir 1 GTP (vindo da glicólise isso dobra)
· Regula outras vias (citrato inibe a glicólise)
· Possui 3 reações irreversíveis
· Reação de condensação 1ª reação do ciclo
· Oxaloacetato + Acetil CoA
· Formando citrato, enzima: citrato sinase
· Descarboxilação oxidativa
· Saída de CO2 e produção de NADH
· Ela representa a 3ª e 4ª reação do ciclo
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· 1º reação: condensação de acetil CoA com oxaloacetato (citrato sintase)
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· É uma reação irreversível
· A enzima CoA vai sair da reação, enquanto um molécula de água entra
· Formando 3 ácidos carboxílicos na direita
· 2º reação: Formação do isocitrato via cis-aconitato (aconitase)
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· Será feito uma isomerização da molécula
· Através de saída e entrada de hidrogênio
· Isocitrato é mais facilmente oxidado que o citrato
· 3º reação: Descarboxilação oxidativa (isocitrato desidrogenase)
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· O NADP entra na reação e pega dois hidrogênios
· A molécula libera gás carbônico
· Reação irreversível
· 4º passo: Descarboxilação oxidativa
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· Entrada da enzima CoA na reação, juntamente com um NAD
· O NAD vai sair da reação pegando um hidrogênio dessa enzima, saindo como NADH
· A molécula vai liberar gás carbônico
· Arsênico pode se ligar a segunda enzima, impedindo que o indivíduo produza o ATP
· Reação irreversível.
· 5º passo: Fosforilação em nível de substrato
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· Entrada de GDP + Pi
· Saindo uma enzima CoAH + GTP
· Enzima succinil-CoA sintase (não está no mapa metabólico), a produção de GTP também não é mostrada
· 6º passo: Oxirredução
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· Entrada de FAD na molécula
· Saindo FADH2, ele pega dois hidrogênios dos carbonos centrais
· 7º passo: Hidratação do fumarato (fumarase)
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· Entrada de uma molécula de água na reação
· 8º passo: oxirredução
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· Entrada de um NAD na reação, gerando NADH + H
· O NAD vai retirar dois átomos de hidrogênio
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Cadeia Transportadora de Elétrons e fosforilação oxidativa
· Complexo 1: está bombeando 4 hidrogênios
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· O NADH tem potencial redox bem negativo
· O NADH vai doar os hidrogênios, fazendo com que a FMN (flavina) fique reduzida
· A flavina vai passar elétrons para o centro ferro-enxofre
· Em seguida é passado para ubiquinona 
· Complexo 2
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· O succinato entra e é oxidado para fumarato
· O succinato quem doa os prótons e elétrons
· Citocromo B evitando que os elétrons saiam da molécula
· O succinato doa elétrons para o FAD
· Agora como FADH2 vai mandar os prótons para fora do complexo e os elétrons vão para o centro ferro-enxofre
· O ferro-enxofre manda para a Ubiquinona, nessa reação apenas os elétrons são utilizados
· Ubiquinona
· Liga o complexo 1 -> 3
· Liga o complexo 2 -> 3
· Complexo 3
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· Na vista da esquerda é o fluxo de elétrons com destino ao complexo 4
· A ubiquinona entre no complexo 3 e como já vem outra do ciclo Q, vamos ter duas ubiquinona, teremos também 4 hidrogênios e 4 elétrons
· Esses 4 hidrogênios saem no primeiro processo
· Dois elétrons vão no sentido ferro-enxofre, depois para o citocromo C1, depois citocromo C (ele é móvel, vai levar até o complexo 4)
· Dois elétrons vão para o ciclo Q, indo em direção ao citocromo B, nessa etapa um vai para Ubiquinona (2 elétrons e 2 prótons)
· Na direita é o ciclo Q (ciclo da semiquinona)
· Complexo 4: está bombeando 2 hidrogênios
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· Tem a entrada do citocromo C
· Entre a heme a3 e o Cu forma uma ponte de peróxido com os O2 que entram no complexo. Está retenção do O2 impede a liberação de intermediários parcialmente reduzidos [superóxido (O2-), peróxido (O2 ^2-)
· Há bombeamento de 4H+ para o espaço intermembranar
· Como evitar a formação de radical superóxido
· Estratégias para a redução segura do O2
· Retenção de modo firme o O2 no heme a3 -Cu
· As pequenas quantidades de espécies reativas do oxigênio serão substrato
· Superóxido dismutase
· 2O2- + 2H+ -> O2 +H2O2
· Resultando em catalase e glutationa reduzida
· Catalase
· 2H2O2 < O2 + 2H2O
· Vitaminas antioxidantes A,C e E
· Fosforilação oxidativa
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· A membrana mitocondrial interna é impermeável aos prótons e eles podem voltar a matriz e eles podem voltar a matriz somente através de canais específicos de ATP sintase
· Força próton-motriz propicia energia para síntese de ATP (catalisado pelo complexo F1) da enzima ATP sintase
· ATP/ADP translocase
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· Os sistemas de transporte da membrana mitocondrial interna transportam ADP e Pi para dentro da matriz e o ATP recém sintetizado para o citosol
· ADP translocase, transporte antiporte, gerando um ATP
· ATP sintase, manda um Pi para a reação de cima
· Entra H2PO4 e H+ para dentro, um hidrogênio é mandado para a reação de cima
· Citocromos
· É uma proteína transferidora de elétrons que contém um grupamento heme
· Segura os elétrons
· Desacopladores
· São substâncias que separam funcionalmente a oxidação e a fosforilação
· Desfazem gradientes de prótons
· Os íons H+ passam do espaço intermembranar para a matriz mitocondrial sem a participação da ATP-sintase
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· Desacopladores naturais
· Desacopladores sintéticos
· Origem dos FADH2
· Ciclo de Krebs
· Succinato desidrogenase
· Succinato -> fumarato
· Entradas alternativas
· Oxidação do glicerol (Lançadeira Glicerol)
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· Origem NADH
· Beta oxidação de ácidos graxos
· Via localizada no citosol
· Membrana interna da mitocôndria é impermeável
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