Estudo Dirigido - Fosforilação oxidativa e Cadeia transportadora de elétrons

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Estudo dirigido de revisão
Assunto: Cadeia Transportadora de Elétrons (CTE) e Fosforilação Oxidativa
Bloco 1: CTE
1. Citar os complexos que fazem parte da cadeia de transporte de elétrons (CTE).
Complexo I (NADH coenzima Q oxidorredutase/NADH desidrogenase), Complexo II
(Succinato desidrogenase), Complexo III (Ubiquinona - citocromo C oxidorredutase),
Complexo IV (Citocromo C oxidase).
2. Indicar a localização celular da CTE.
Ocorre na membrana interna da mitocôndria, especificamente nas cristas
mitocondriais
3. Qual a função do NADH, FADH2 e O2 na cadeia de transporte de elétrons?
O NADH permite a síntese de 3 moléculas de ATP e o FADH2 permite a síntese de 2
moléculas de ATP, ambos transportam os elétrons de diferentes vias até a CTE, onde
os doam. e o O2 capta 2 prótons H+ no final da CTE para formar uma molécula de
água.
4. Explique o funcionamento do complexo I.
O complexo I transfere os elétrons a partir do NADH para a ubiquinona; o NADH é
oxidado a NADH+ pela ação do complexo I, com a transferência de 2H+ e 2 elétrons
para a coenzima Q (CoQ ou Ubiquinona) e, conforme os elétrons percorrem o
complexo em uma série de reações de oxirredução, a energia é liberada e o
complexo usará essa energia para bombear 4 prótons da matriz para o espaço
intermembrana.
5. Sabe-se que no complexo da succinato-desidrogenase, a ubiquinona é reduzida. Por
que isso ocorre e de que forma isso acontece?
A Ubiquinona recebe os pares de elétrons do NADH do complexo I e do FADH2 do
complexo II, sendo reduzida de CoQ a CoQH2; esse processo permite que a
Ubiquinona interaja entre os doadores de elétrons e os receptores, mediando a
transferência dos complexos I e II ao complexo III via centro-enxofre.
6. Julgue a sentença a seguir como verdadeiro (V) ou falso (F), justificando sua
resposta: “Durante o transporte de elétrons, ocorre transferência de prótons da
matriz para o espaço intermembrana em todos os complexos respiratórios” (F).
O complexo II não é responsável pelo bombeamento de nenhum próton para o
espaço intermembrana.
7. Explique o papel da coenzima Q (ubiquinona) na CTE.
A Ubiquinona é uma proteína solúvel transportadora de elétrons que pode
movimentar-se ao longo da bicamada lipídica; após receber elétrons a partir dos
complexos I e II, caminha até o III, responsável por recebê-los e repassá-los ao
citocromo C.
8. Explique o mecanismo de intoxicação por cianeto.
O cianeto liga-se ao íon férrico (Fe3+) da citocromo oxidase a3 (heme a3) na
mitocôndria, formando o complexo cianocitocromoxidase, incapacitando a fixação
de oxigênio e bloqueando a fosforilação oxidativa que, consequentemente, vai fazer
com que a célula entre um processo de metabolismo anaeróbico, levando à formação
em excesso de ácido lático e ao desenvolvimento da acidose metabólica.
BLOCO 2: Fosforilação oxidativa
1. Defina fosforilação oxidativa
É um processo aeróbico que ocorre na membrana interna motocondrial e envolve
uma série de carreadores de elétrons, conhecida como cadeia transportadora de
elétrons (CTE), e que corresponde a convergência final de todas as vias de
degradação.
2. Descreva a hipótese do acoplamento quimiosmótico para fosforilação oxidativa
O transporte de elétrons movimentam os prótons da matriz mitocondrial para o
espaço intermembrana, estabelecendo um gradiente eletroquímico de prótons
através da membrana mitocondrial interna.
3. Indique, baseando-se no fluxo de prótons, o número de ATP sintetizados para cada
NADH e FADH2 oxidados.
Cada par de elétrons do NADH gera 3 ATPs, e cada par do FADH2 gera 2 ATPs.
4. A membrana interna da mitocôndria é impermeável a ATP e NADH. Faça uma
pesquisa e responda como:
a) o NADH produzido na via glicolítica pode ser oxidado na cadeia respiratória.
Os elétrons do NADH gerados na matriz mitocondrial durante o ciclo de Krebs, a
partir da ação do glicerol-fosfato, são transportados para o FADH, formando o FADH2
na mitocôndria. Além disso, na presença de malato, os elétrons do NADH podem ser
transferidos para outro NADH+, formando um NADH dentro da mitocôndria.
b) o ATP produzido na mitocôndria pode ser utilizado no citosol.
Em presença do antiporte ATP/ADP, um ATP da matriz mitocondrial é exportada
para matriz extramitocondrial, sendo substituída por uma ADP vinda do meio
extracelular.