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CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
1. Produção de Acetil-CoA 
2. Oxidação de Acetil-CoA 
3. Transferência de elétrons 
e fosforilação oxidativa 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
Silverthorn, D. U. Fisiologia Humana 2ª. ed. Manole. São Paulo, 2003 
1. Produção de Acetil-CoA 
Piruvato desidrogenase 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
Co-A: derivada da vitamina ácido pantotênico 
1. Produção de Acetil-CoA 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
• combinação de uma molécula de acetil-
CoA com o oxaloacetato, um ácido 
dicarboxílico de 4 carbonos, resultando 
na formação de um ácido tricarboxílico 
de 6 carbonos, o citrato; 
 
• Segue-se um conjunto de reações através 
das quais 2 moléculas de CO2 são 
perdidas e é regenerado o oxaloacetato 
2. Oxidação de Acetil-CoA 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
Silverthorn, D. U. Fisiologia Humana 2ª. ed. Manole. São Paulo, 2003 
Aconitase 
Isocitrato desidrog. 
Alfa cetoglutarato 
desidrogenase 
Succinato tioquinase 
Succinato 
Desidrogen. 
Fumarase 
Malato 
Desidrog. 
Citrato 
sintase 
CICLO DE KREBS PONTOS DE CONTROLE 
Silverthorn, D. U. Fisiologia Humana 2ª. ed. Manole. São Paulo, 2003 
Aconitase 
Isocitrato desidrog. 
Alfa cetoglutarato 
desidrogenase 
Succinato tioquinase 
Succinato 
desidrogenase. 
Fumarase 
Malato 
desidrogenase 
Citrato 
sintase 
ATP, NADH, succinil-coA 
ATP, NADH 
ATP, NADH 
Succinil co-A 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
• Durante o processo, decorrente da atividade de 
desidrogenases específicas, são produzidos 
equivalentes redutores sob a forma de hidrogênio, 
transportadores de elétrons: NADH – nicotamida 
adenina dinucleotídeo e FADH2 - flavina adenina 
dinucleotídeo 
 
Silverthorn, D. U. Fisiologia Humana 2ª. ed. Manole. São 
Paulo, 2003 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
• Passo final do metabolismo aeróbio; 
 
• A cadeia respiratória é o processo de oxidação, 
de coenzimas reduzidas (FADH2 e NADH) obtidas 
na oxidação de moléculas combustíveis 
(produção de ATP, a partir da transferência de 
elétrons do NADH e do FADH2 produzidos no 
ciclo do ácido cítrico); 
 
• Toda a energia útil liberada durante a oxidação 
dos ácidos graxos, aminoácidos e carboidratos 
torna-se disponível dentro das mitocôndrias 
como equivalentes redutores. 
Cadeia Respiratória 
3. Transferência de elétrons e fosforilação oxidativa 
• as mitocôndrias contêm 
uma série de proteínas, 
conhecidas como sistema 
de transporte de elétrons, 
que se localizam na 
membrana interna da 
mitocôndria; 
 
• O complexo de proteínas 
do sistema de transporte 
de elétrons inclui enzimas 
e proteínas contendo 
moléculas de ferro, 
conhecidas como 
CITOCROMO. 
Cadeia Respiratória 
3. Transferência de elétrons e fosforilação oxidativa 
Cadeia Respiratória 
A primeira etapa consiste na transferência dos elétrons do NADH para a 
porção flavina da flavoproteína. 
Segunda etapa: passagem dos elétrons para a coenzima Q (Ubiquinona). 
O FADH2 transfere os elétrons diretamente para a ubiquinona. 
A coenzima Q é móvel, ela move-se na membrana e transfere os elétrons 
para o terceiro complexo, que seguirão subsequentemente até o oxigênio. 
 
NADH + H+ 
FADH2 
Cadeia Respiratória 
A ubiquinona recebe os pares de elétrons do NADH + H+ e FADH2 e os 
transfere para uma sequência de hemeproteínas denominadas 
Citocromos, divididos em Citoc. a, b, e c. 
Os citocromos b e c são encontrados no complexo III e o citocromo a, no 
complexo IV. 
O citocromo b é o primeiro a reduzir, transferindo os elétrons da 
ubiquinona para o citoc. C1, que doa para o citoc. C que transfere para o 
Citoc. A que doa o par de elétrons ao O2 formando H2O. 
 
NADH + H+ 
FADH2 
Cadeia Respiratória 
Segundo Mitchell, para que ocorra a fosforilação oxidativa, é necessário um bombeamento 
de prótons pela cadeia respiratória, criando um fluxo da matriz mitocondrial para o espaço 
intermembrana. 
A cadeia de transporte de e-, ao transportá-los, bombeia prótons da matriz para o espaço 
intermembrana a membrana mitocondrial interna, por ser impermeável a prótons, impede o 
retorno destes à matriz; cria-se um GRADIENTE DUPLO - de pH e eletrostático - através da 
membrana mitocondrial interna, que gera uma situação de alta instabilidade e, por 
conseqüência, uma força que atrai os prótons de volta. Esta força, chamada força próton-
motriz, dirige o refluxo de prótons à matriz mitocondrial através dos canais de prótons da 
enzima ATPase; a passagem dos prótons pela ATPase determina a síntese do ATP. 
NADH + H+ 
FADH2 
H+ H+ H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ H
+ 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
• via final comum da oxidação de diferentes 
nutrientes: nos organismos aeróbicos, a glicose 
e outros açúcares, ácidos graxos e a maioria 
dos aminoácidos são oxidados a CO2 e H2O; 
 
• as reações ocorrem na matriz mitocondrial e 
liberam energia livre; 
 
• A oxidação desses compostos é acompanhada 
de redução de grande quantidade das 
coenzimas NAD+ e FAD, onde é conservada a 
maior parte da energia; 
 
• Os elétrons coletados pelo NADH e pelo FADH2 
passam pela cadeia de transporte de elétrons. 
O aceptor final de elétrons é o O2. 
 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
• processo aeróbico, pois necessita de oxigênio 
como oxidante final dos equivalentes redutores; 
 
• a ausência ou deficiência parcial de O2 determina 
inibição parcial ou total do ciclo. 
 
• antes de entrarem no ciclo os esqueletos 
carbônicos dos açúcares e dos ácidos graxos 
precisam ser degradados até acetil-CoA; 
 
• vários aminoácidos são degradados em 
intermediários do ciclo; 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
Silverthorn, D. U. Fisiologia Humana 2ª. ed. Manole. São Paulo, 2003 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
Oxi-Redução 
• Oxidação: envolve a perda de átomos de H, 
O ou e-; 
 
• Redução: envolve o ganho de átomos de H, 
O ou e-; 
 
• Ex:. A doa e- para B. 
 Portanto A sofreu oxidação e B redução. 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
Fosforilação 
• É a transferência de energia através 
de grupos fosfato ( PO3). 
ADENOSINA PO3 PO3 PO3 
   
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
M. Externa 
M. Interna 
Matriz 
A mitocôndria 
apresenta uma 
membrana interna e 
uma externa. 
 
A região delimitada 
pela membrana 
interna é chamada de 
matriz, e há um 
espaço 
intermembrana entre 
a membrana externa 
e interna. 
 
As reações do Ciclo 
do Ácido Cítrico 
ocorrem na matriz 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
1. Produção de Acetil-CoA 
2. Oxidação de Acetil-CoA 
3. Transferência de elétrons 
e fosforilação oxidativa 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
• Um fosfato de alta energia é gerado durante a 
conversão da succinil-CoA em succinato; 
 
• 3 moléculas de NADH e uma de FADH2 são 
produzidas para cada molécula de acetil-CoA 
numa volta completa do ciclo; 
 
• Esses equivalentes de redução são transferidos 
à cadeia respiratória na membrana interna da 
mitocôndria. 
 
 
• OBS.: no processo de glicólise, uma molécula de 
glicose gera duas moléculas de acetil-CoA 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
• O ciclo é regulado por: disponibilidade de 
substratos, inibição por acúmulo de 
produtos, e inibição alostérica das 
"primeiras" enzimas da via pelos 
"últimos" intermediários; 
 
• Em condições normais a velocidade da 
glicólise e do Ciclo do Ácido Cítrico estão 
integradas de forma que a quantidade de 
glicose metabolizada a piruvato é apenas 
a necessária para suprir o Ciclo. 
• O sistema de transporte de elétrons 
coleta e transporta equivalentes 
redutores que sofrem reação com o 
oxigênio formando água; 
 
• trata-se de um mecanismo para 
aprisionar a energia livre liberada na 
forma de fosfato de alta energia. 
Cadeia Respiratória 
3. Transferência de elétrons e fosforilação oxidativa 
Teoria Quimiosmótica• Os elétrons de alta energia passam através do sistema 
de transporte de elétrons, e sua energia é usada para 
mover hidrogênio da matriz mitocondrial para o espaço 
intermembranas; 
 
• o NADH e o FADH2 produzidos no ciclo do ácido cítrico 
fornecem elétrons de alta energia; 
 
• 2 elétrons de cada vez passam através do complexo de 
proteínas perdendo energia em cada transferência. 
Cadeia Respiratória 
3. Transferência de elétrons e fosforilação oxidativa 
Cadeia Respiratória 
• a energia estocada nesse gradiente de 
concentração é transferida para as ligações de alta 
energia do ATP, quando o H+ move-se de volta 
através da membrana 
 
• a energia estocada é convertida em energia 
química quando os íons retornam para a matriz 
mitocondrial pela ação da ATP sintase 
 
• conforme os H+ retornam para a matriz a partir de 
um poro da enzima, a sintase transfere a energia 
cinética da suas ligações para as ligações fosfato de 
alta energia do ATP (para cada 3 H+ que são 
transportados forma-se no máximo 1 ATP) 
Cadeia Respiratória 
Teoria Quimiosmótica 
3. Transferência de elétrons e fosforilação oxidativa 
Cadeia Respiratória 
• a energia transporte de elétrons é utilizada para 
bombear prótons para o exterior da matriz 
mitocondrial 
 
• o retorno dos prótons à matriz mitocondrial é um 
processo espontâneo a favor do gradiente 
eletroquímico que libera energia, a força próton 
motriz capaz de levar à síntese de ATP 
 
• a membrana interna é impermeável a prótons, eles 
voltam à matriz pelo complexo sintetizador de ATP a 
ATP sitase 
 
 
ATP-Sintase 
haste 
F0 
F1 
Cadeia Respiratória 
3. Transferência de elétrons e fosforilação oxidativa 
•o processo chamado de fosforilação oxidativa 
refere-se à fosforilação do ADP a ATP utilizando a 
energia próton-motriz. 
• ao final da cadeia de transporte de 
elétrons, cada 2 elétrons se combinam 
com dois H+ presentes na matriz 
 
• os átomos de hidrogênio combinam-se 
com um átomo de oxigênio, originando 
uma molécula de água 
Cadeia Respiratória 
Teoria Quimiosmótica 
3. Transferência de elétrons e fosforilação oxidativa 
• se o oxigênio não estiver presente para atuar como 
aceptor final de elétrons, o sistema de transporte de 
elétrons pára, sendo a via aeróbia direcionada para a 
produção anaeróbia de lactato (2 ATPs). 
Cadeia Respiratória 
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA: síntese de ATP usando 
o sistema de transporte de elétrons: necessidade de 
oxigênio para funcionar como aceptor de elétrons e 
do H+; 
3. Transferência de elétrons e fosforilação oxidativa 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
• Durante a passagem através da cadeia 
respiratória, cada NADH gera 3 ligações 
fosfato de alta energia pela esterificação 
do ADP a ATP, no processo de 
fosforilação oxidativa (formação de 3 
ATPs por NADH); 
 
• o FADH2 produz somente 2 ligações 
fosfato de alta energia (formação de 2 
ATPs por FADH2) 
 
3. Transferência de elétrons e fosforilação oxidativa 
Cadeia Respiratória 
• A mitocôndria possui uma membrana 
externa que é permeável à maioria dos 
metabólitos, uma membrana interna que é 
seletivamente permeável e uma matriz 
dentro da membrana interna. 
• As enzimas solúveis do ciclo do ácido 
cítrico e as enzimas de  oxidação de 
ácidos graxos são encontradas na matriz, 
necessitando de mecanismos de 
transporte, de metábolitos e nucleotídeos 
através da membrana interna. 
Cadeia Respiratória 
Cadeia Respiratória 
• Sob condições aeróbicas, o NADH 
extramitocondrial é oxidado pela cadeia 
respiratória da mitocôndria via lançadeira 
do glicerol-3-fosfato (nos músculos de vôo 
dos insetos) ou na lançadeira do malato. 
• Estas vias envolvem a transferência de 
equivalentes redutores através da 
membrana mitocondrial, via pares de 
substratos, ligados por desidrogenases 
apropriadas, que estão presentes em 
ambos os lados da membrana mitocondrial. 
Cadeia Respiratória 
• Na via lançadeira do glicerol-3-fosfato, 
a enzima mitocondrial está ligada à 
cadeia respiratória via FAD, e somente 
2 ATP são formados. 
• Na via lançadeira do malato, de 
ocorrência mais universal, o sistema 
de transferência envolve a malato-
desidrogenase do citosol e da 
mitocôndria, ligada à cadeia 
respiratória via NAD, o que gera 3 ATP. 
Cadeia Respiratória 
Balanço Energético Final 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
 
 
• Como um outro fosfato de alta energia 
é gerado no próprio ciclo, durante a 
conversão da succinil-CoA em 
succinato, 12 ligações fosfato de alta 
energia são gerados para cada volta 
do ciclo. 
CICLO DE KREBS OU DO ÁCIDO CÍTRICO 
 
• a atividade é dependente do 
suprimento dos cofatores oxidados, 
como o NAD. NADH, sendo ativada 
por Ca+2.