Cadeia de transporte de elétrons e fosforilação oxidativa

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BCM II
Cadeia de transporte de elétrons e fosforilação 
oxidativa 
Conceitos 
• 2,4 dinitroferol desacopla a cadeia 
transportadora de elétrons causando um efeito 
termogênico 
• O monóxido de carbono se liga ao complexo 4 e o 
inibe parando a cadeia transportadora de 
elétrons 
• Reação de oxirredução = fenômeno em que há 
produção de energia elétrica a partir da 
ocorrência de oxidação e redução de espécies 
químicas 
• NADH e FADH2 são coenzimas que estão em sua 
forma reduzida, porem podem doar prótons e 
elétrons
• Crista mitocondrial é importante para aumentar 
área de contato 
• Complexo 1, 2, 3 e 4 = complexos de proteínas 
• Com muito próton o PH diminui
• NADH e NAD+ não passam pela matriz 
mitocondrial
• Termogênicos são usados para forçar o corpo a 
usar outras fontes de energia
Cadeia de transporte de elétrons 
Componentes da cadeia transportadora de elétrons 
• Ubiquinona (coenzima Q)
- As características hidrofóbicas da ubiquinona 
permitem sua mobilidade na fase lipídica da 
membrana. 
- A ubiquinona oxidada (Q) recebe 2 prótons e 2 
elétrons, originando a forma reduzida, ou 
biquinol (QH2)
- Funciona como uma ponte (leva o elétron do 
complexo I ate o complexo 3)
• Complexo I (NADH-ubiquinona oxirredutase)
- Oxida o NADH
- Reduz a coenzima Q 
- Atua como uma bomba de prótons
- É a porta de entrada do elétron do NADH 
• Complexo II (succinato desidrogenase)
- Catalisa a oxidação de succinato a fumarato, com 
redução de FAD a FADH2
- A oxidação do FADH2 ocorre acoplada à redução 
da coenzima Q (essa enzima é a mesma que 
participa do ciclo do ácido cítrico)
- É a porta de entrada do elétron do FADH2
- Não há bombeamento de prótons 
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• Complexo III (citocromo bc1 ou 
ubiquinonacitocromo c oxirredutase)
- Catalisa a transferência de elétrons da 
ubiquinona ao citocromo c, acompanhada de 
movimentação de prótons
- Bombeia prótons 
• Citocromos A, B e C 
- Citocromo C transporta o elétron do complexo 3 
para o implexo 4 
- Os citocromos são proteínas transportadoras de 
elétrons, que contém heme.
- O citocromo c, ao contrário dos outros 
citocromos, que são proteínas integradas, é uma 
proteína periférica, situada na face externa da 
membrana interna da mitocôndria, com a qual 
estabelece ligações fracas. É uma proteína 
pequena e seu tamanho e mobilidade permitem-
lhe conectar o Complexo III, do qual recebe 
elétrons, ao Complexo IV, ao qual doa elétrons.
• Complexo IV (citocromo c oxidase)
- Catalisa a passagem de elétrons do citocromo c 
para o oxigênio, combinada à extrusão de 
prótons.
- Elétrons provenientes do citocromo c ganham 
acesso ao Complexo IV pelo centro CuA/CuA
- Através deste complexo os prótons chegam no 
O2 e viram água 
Características 
• O processo ocorre na membrana entre o espaço 
intermembranas e matriz mitocondrial (na 
mitocôndria)
• Complexos que tem bombeamento de prótons é o 
1, 3 e 4 
• A coenzima Q leva do complexo 2 para o 
complexo 3 
• O citocromo C leva do complexo 3 para o 
complexo 4
• O principal regulador é o ATP 
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Fosforilação oxidativa 
• A energia derivada do transporte de elétrons é 
convertida em uma força próton-motriz
• Através da diferença de gradiente (pelo acumulo 
de h+) o próton passa pela enzima ATPsintase e 
gira a enzima gerando a união do ADP com 
fosfato e como resultado tem a produção de ATP 
• ADP é o regulador chave da fosforilação 
oxidativa pois se há ADP significa que o ATP foi 
fosforilado e portanto há necessidade de 
produzir mais ATP (indica energia consumida) 
Inibidores e desacopladores 
Inibidores
- Os inibidores do transporte de elétrons inibem 
seletivamente os complexos I, III ou IV, 
interrompendo o fluxo de elétrons através da 
cadeia respiratória. 
- Isso impede o bombeamento de elétrons, a 
síntese de ATP (impede a geração de ATP) e a 
captação de oxigênio.
- Exemplos = rotenona (atua no complexo 1), 
malonato (atua no complexo 2), cianeto (atua no 
complexo 4), antimicina A (atua no complexo 3), 
oligomicina (atua na ATP sintase), rotenona (atua 
no complexo 1), malonato (atua no complexo 2).
Desacopladores 
- Os desacopladores e as proteínas desacopladoras 
são termogênicos (tem como característica a 
termogênia)
- Os desacopladores da fosforilação oxidativa 
dissipam o gradiente de prótons pelo transporte 
retrógrado destes prótons de volta para o 
interior da mitocôndria, sem passar pela ATP 
sintase (transportam elétrons para o interior da 
mitocôndria dissipando o gradiente de prótons)
- Eles estimulam a respiração porque o sistema 
realiza uma inútil tentativa de restabelecer o 
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gradiente de prótons pela oxidação de mais 
combustível e bombeando mais prótons para fora 
da mitocôndria
- A proteína desacopladora 1 (UCP-1), 
anteriormente conhecida como termogenina, é 
encontrada exclusivamente no tecido adiposo 
marrom.
- O tecido adiposo marrom é abundante em 
recém-natos e em alguns mamíferos adultos e é 
marrom por seu alto conteúdo de mitocôndrias.
- Nos humanos, o tecido adiposo marrom é 
abundante em lactentes, mas gradualmente 
diminui e é raramente detectado em adultos.
- Exemplos = dinitrofenol (desacopla)
 Rendimento da oxidação da glicose 
• Há uma síntese de 3 ATP para cada NADH e 2 
ATP para cada FADH2