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CADEIA RESPIRATÓRIA COMPLETO

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Ubiquinona
 
-também chamada de Coenzima Q, ou só Q
-está presente em quase todas as células
-participa da produção de ATP
-ela leva elétrons, perceba os carregadores de
elétrons presentes nela (H+ é)
-a molécula ubiquinona se transforma em
semiquinona, que se transforma em ubiquinol
-recebe os pares de elétrons do NADH do
Complexo I e do FADH2 do Complexo II, sendo
reduzida de Q a QH2 (ubiquinol). Posteriormente,
a CoQH2 transfere os elétrons para o citocromo
C -, processo catalisado pelo Complexo III,
reoxidando QH2 em Q
 ___________________________________________
Citrocromos
 
-os elétrons passam por citocromos, os quais
existem em 3 classes diferentes na mitocôndria:
A, B e C
-citocromos são proteínas, geralmente ligadas a
uma membrana que contém grupos heme e que
efetuam o transporte de elétrons. 
OBS.: o grupo heme na hemoglobina é
responsável pelo transporte de oxigênio entre as
células. A estrutura heme tem a capacidade de
transportar elétrons.
 ___________________________________________
Fosforilação Oxidativa
-ocorre na membrana mitocondrial interna,
sobretudo nas cristas mitocondriais
-3 etapas
-produção de ATP em que um oxigênio dá origem
a água
-a função básica da cadeia respiratória é a
formação de ATP (energia usada pelas células)
-esse processo de formação tem o nome de
fosforilação oxidativa (fosforilação = adição de
fosfato ao ATP)
-essa liberação gradativa de energia é muito
vantajosa para a célula, pois há melhor
aproveitamento de energia e não há muita perda
sob forma de calor. Se a energia fosse liberada
de uma só vez, a célula não poderia aproveitá-la
e o calor produzido poderia destruir a célula
-reação de transferências de elétrons ocorre
nas mitocôndrias
 ___________________________________________
1) Componentes da cadeia de transferência de
elétrons
-os elétrons passam por uma série de
carregadores ligados à membrana
 __________________________________________
cadeia respiratória
Lara de Paula
Lara de Paula
 Proteína ferro-enxofre
 
-variam de estruturas simples, com um único
átomo de Fe coordenado quatro grupos de Cys-
SH, a centros Fe-S mais complexos, com dois ou
quatro átomos de Fe
-auxiliam na direção dos elétrons
-as proteínas ferro-enxofre de Rieske Fe está
associada com dois resíduos de His ao invés de
Cys
 ___________________________________________
2) A transferência de elétrons
-está relacionada com a molécula doadora
(NADH) até a aceptora (O2) 
-é um processo exergônico (em que ocorre
associações entre esses produtos e, também,
que a reação ocorre de forma natural, ou seja, a
molécula tem elétrons e quer doar, e outra quer
receber)
-o processo exergônico ocorre através de
reação redox (hemi-reação). Este fator revela-
se muito favorável do ponto de vista energético
Sequência da Produção de energia:
Componentes químicos que podem ser
incorporados para quebrar a cadeia:
-na cadeia respiratória os elétrons vão
perdendo energia até o último elemento da
cadeia, que É O o2. Esse O2 recebe íons
hidrogênio, formando água. Na respiração, então
o aceptor final de hidrogênios é o O2.
 H2
 NADH
 NADPH
 GMNH2
 Q
 Citocromo b
 Citocromo C1
 Citocromo C
 Citrocromo a
 Citocromo a3
 ½ O2
 ___________________________________________
 ___________________________________________
-Rotenona: derivada de raízes, sementes, folhas
de várias plantas e é considerada um pesticida
botânico. É um pesticida não específico usado
para o controle de insetos tanto em plantas
quanto em animais domésticos
Mecanismo: o NADH que está levando os prótons
ou H+ é interceptado pela rotenona, impedindo a
reção, logo, a transferência de elétrons entre os
outros citocromos e a ubiquinona é parada e
oxidada. Nisso, existe a perda de oxigênio
-Antimicina A: em que no citocromo b para o
citocromo C1 a reação não consegue continuar
-Cianeto: utilizado em revelação de fotografias
e na produção de plásticos, acrilato e colas 
o elétron, ao entrar nesses complexos
(I, II, III e IV), é direcionado pelas
proteínas carregadoras (ubiquinona,
citocromos, proteína ferro-enxofre),
as quais auxiliarão nessa passagem
de elétrons
Lara de Paula
Lara de Paula
Outros componentes:
Os carreadores de elétrons atuam em 
instantâneas. Funciona como veneno porque inibe o complexo IX, tornando-o incapaz de transportar
elétrons. O envenenamento pode afetar a cadeia transportadora de elétrons e o gradiente de
prótons na membrana mitocondrial interna pela paralisação da cadeia, e a diminuição do gradiente,
impedindo a sequência de elétrons.
 _________________________________________________________________________________________
 _________________________________________________________________________________________
complexos multienzimáticos:
 ____________________________________________
3) Complexo I (NADH à ubiquinona)
-também chamado de ubiquinona-oxirredutase 
I NADH-desidrogenase
II Succinato-desidrogenase
IV Citocromo-oxidase b
III Ubiquinona: citocromo
e oxirredutase b, citocromo c
ou NADH-desidrogenase é uma enzima grande,
composta por 42 cadeias diferentes de
polipeptídios, 
-tem um formato de “L”, com um braço do “L” na
membrana e outro se estendendo para matriz
-perceba que na superfície da membrana é o
local de saída dos H+
-inicia-se com o NADH doando 2 elétrons para o
complexo I,
-FMN recebe o íon hidreto (H-) do NADH
-2 é passam por uma série de centros Fe-S,
percorrendo o braço “L” da matriz, para o
centro Fe-S N-2
-a transferência de é de N-2 para Q (ubiquinona)
forma QH2 (ubiquinol), que se difunde na
bicamada lipídica 
Lara de Paula
Lara de Paula
-nesse processo de passagem da ubiquinona se
transformando em ubiquinol ocorre a
transferência de é promovendo a expulsão de 4 é
do ambiente que está na matriz (lado n)
-a saída de prontos produz uma ddp, no qual, o
lado n fica negativo e lado p fica positivo
Resumindo: no complexo I, 4H+ vão para o
espaço
 ___________________________________________
4) Complexo II (succinato à ubiquinona)
-Características: menor e mais simples que o
complexo I; contém 5 grupos prostéticos
(A,B,C,D) de 2 tipos (FAD e Fe-S)
-segunda porta de entrada de é na cadeia
respiratória
-o complexo II não bombeia prótons para o
espaço intramembranar
-o FAD relacionado ao sítio de ligação dos
elétrons, que vão se direcionando
OBS.: o NADH vai ao complexo I que tem a FMN
dá o seu par de é gerando para seu exterior 4H+.
O FADH2 vai doar no complexo II, pois tem um
ddp menor que o complexo I. O FADH2 entrega
seu par de é no complexo II. O par de é que o
FAD carrega menos energia que o par de elétrons
que o NADH. Inicia-se um degrau baixo. Ele pula o
complexo I e é atraído pelo O2 para seguir em
frente.
Resumindo: o NAD vai chegar junto com o
complexo I e o FAD junto com o complexo II, um
tem mais energia e o outro tem menos, o que
ajuda direcionar essa molécula no complexo I ou
II
-No complexo II existe a subunidade A: sítio de
ligação do succinato; a subunidade B: 3 centros
de Fe-S e ubiquinona; e a subunidade C e D:
heme b e 2 moléculas de fosfatiletanolamina
OBS.: perceba que o heme b não está na via
principal de é, porém ajuda na redução da
frequência com que o é vazam para fora do
sistema. Uma enfermidade como paraganglioma
hereditária é caracterizada por tumores
benignos da cabeça e pescoço. Essa mutação
resulta em maior produção das espécies reativas
de oxigênio – radicais livres (ERO) e talvez maior
dano ao tecido durante a oxidação do succinato
 ___________________________________________
5) Complexo III (ubiquinona para citocromo c)
-também chamado de complexo bc1 ou
ubiquinona: citocromo c-oxidorredutase
-possui cit. b, cit. c1 e complexo Reiske 2Fe-2S
-contémum dímero de 2 monômeros idênticos
(citocromo b), cada um com 11 subunidades
diferentes
-elétrons são transferidos do complexo III para 
Lara de Paula
o complexo IV por cit. c
 -esse complexo é divido em 2 estágios
-uma molécula será oxidada e outra reduzida
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-embora a via de é seja complexa a resultante é simples: QH2 é oxidado a Q, 2 moléculas de
citocromo c são reduzidas, e prótons são movidos do lado P para o N. Total de 4H+
OBS.: Q=ubiquinona; QH=semiquinona; QH2=ubiquinol
Resumindo: no complexo III terá 4H+
Lara de Paula
Lara de Paula
Estágio I: 1 é do QH2 é passado para o Cytc e outro é (via Cytb) para Q formando Semiquinona. 2H+
transportado para o espaço intermembrana
Estágio II: 1 é do QH2 é passado para o Cytc e outro é (cia Cytb) para Q formando Semiquinona. 2H+
transportado para o espaço intermembrana são retirados da matriz
 ________________________________________________________________________________________
6) Complexo IV (citocromo c para O2)
-também chamado de citocromo-oxidase
-citocromo c visto anteriormente terá o papel de levar o O2
-composto de 13 subunidades, com a subunidade I, II e III sendo cruciais
-carrega é do Cytc para O2 molecular, reduzindo-o a H2O, ou seja, usa O2 como aceptor final de é
na produção de H20
-para a formação de H2O o 4H+ do substrato entra na subunidade III, passando pela I, fazendo
entrar oxigênio nessa via
OBS.: observe que a redução de O2 a 2H20 requer 4 é, ou 2 pares de é
 ________________________________________________________________________________________
7) Resumo do fluxo de elétrons pelos 4 complexos da cadeia respiratória
-no complexo I eram 4H+
-no complexo II não tinha H+
-no complexo III eram 4H+
-no complexo IV eram 2H+
OBS.: lembre que 4H+ formam 1 ATP
-contabilizando 10H+ são 2ATP mais 0,5ATP, sendo um total de 2,5 ATPs, ou seja, cada NADH2 serão
produzidas 2,5 ATPs
-cada FADH2 serão produzidas 1,5ATPs, já que foram um total de 1ATP + 0,5ATP
Lara de Paula
Lara de Paula
Resumo do número de ATPs produzidos desde a Glicólise até a cadeia respiratória
Reações Formadas:
NADH + 11H+N + ½ O2 >>> NAD+ + 10H+ P + 1H20
FADH2 + 6H+ N + ½ O2 >>> FAD+ + 6H+ P + 1H20
 ________________________________________________________________________________________
 
OBS.: o NADH não consegue passar pela membrana interna da mitocôndria, assim ele transfere seus
é para quem entra na mitocôndria, por exemplo o Malato. Então o NADH citosólico são transferidos
para o oxaloacetato citosólico para produzir malato. O malato formado passa pela membrana
interna malato-α-cetoglutarato, função das lançadeiras malato-aspartato.
-Dentro da matriz os equivalentes redutores são passados ao NADH+ pela ação da malato-
desidrogenase da matriz, formando NADH. Esse NADH pode passar é diretamente a cadeia
respiratória. Cerca de 2,5 moléculas de ATP são geradas à medida que esse par de é passa para O2
Lara de Paula
Lara de Paula
Modelo Quiosmótico
 lançadeira malato-desidrogenase
 
-a Lançadeira do glicerol-3-fosfato se difere da lançadeira malato-aspartato por entregar os
equivalentes redutores do NADH para ubiquinona e, então, para o complexo III, não o complexo I,
proporcionando energia suficiente para sintetizar 1,5 moléculas de ATP por par de elétron. Em
outras palavras, essa lançadeira pega o NADH+ + H+, coloca ele em rota com o glicerol-3-fosfato e
passa para FAHD2, jogando o QH2 para o complexo III.
 lançadeira glicerol-3-fosfato
 ________________________________________________________________________________________
8) Síntese de ATP
-Peter Mitchell (1920-1992), estudou como os ATPs voltam para a matriz
Lara de Paula
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A ATP-sintase tem dois domínios funcionais F0 e F1
Visão geral do complexo:
-o H+ é bombeado para o espaço intermembranar, vão se acumular cargas positivas no espaço
intermembranar, quando comparado com a matriz que se torna mais negativa.
-a utilidade desse processo e para quê a célula precisa de um gradiente de H+ é explicado pelo
modelo quimiosmótico
-os H+ que estão no processo, só poderão sair quando passarem pela relação ATP-sintase, e nesse
processo o ADP + P¹ favorece que parte de F1 gire, e nesse giro, surge o ATP.
-fluxo protomotriz
 ________________________________________________________________________________________
-Efraim Racker (1913-1991)
-responsável por identificar e purificar o fator 1 (F1)
-primeira parte da enzima a ser caracterizada
-F1 é apenas uma parte de um complexo maior de ATP sintase. É uma proteína de membrana
periférica ligada ao componente F0, que é parte integrante da membrana
-também chamado de complexo V
-F0: parte integrante da membrana
-F1: proteína periférica da membrana
-esse grande complexo enzimático da membrana mitocondrial interna catalisa a formação de ATP e
Pi, impulsionando o fluxo de prótons do P para o lado N
-tudo que foi produzido no complexo I, II, III e IV será jogado no complexo V
 ________________________________________________________________________________________
-cada F1 tem 9 subunidades de 5 diferentes composições: α, β, γ 
-a porção F1 em forma de “maçaneta” consiste em subunidade α e β 
-Prêmios Nobel: Paul Boyer e John Walker
-Catálise rotacional: é a chave para o mecanismo de alteração na ligação durante a síntese de ATP
-Cada subunidade beta da ATP-sintase pode assumir 3 diferentes conformações:
Lara de Paula
Lara de Paula
 β-ADP: ligação muito frouxa
 β-ATP: liga firmemente ao ATP
 β-vazio: tem baixa afinidade por ATP e o ATP recém sintetizado dexia a superfície da enzima
O diabetes pode resultar de defeitos nas mitocôndrias de células β-pancreáticas
1.
2.
3.
-A hipóxia leva a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) e as várias respostas
adaptativas.
-Inibidor IF1 se liga simultaneamente a 2 moléculas de ATP-sintase. Favorável em pH menor que 6,5. A
sua ligação favorece que o sistema entre em colapso, porém as células tem linhas de defesa contra
ERO
-Células tem duas linhas de defesa contra ERO: 1) regulação do piruvato-desidrogenase (PDH), a
enzima que fornece acetil-CoA ao ciclo de Krebs, sob condições de hipóxia, a PDH-cinase fosforila a
PDH mitocondrial reduzindo o fornecimento de FADH2 e NADH do ciclo do ácido cítrico para a
cadeia respiratória. 2) substituição de uma subunidade do complexo IV (COX4-1) por outra
subunidade (COX4-2), com COX4-1 as propriedades catalíticas do complexo IV são ótimas para a
respiração, porém com COX4-2, o complexo IV é otimizado para operar sob condições de hipóxia.
 ________________________________________________________________________________________
-O mecanismo que regula a liberação de insulina na célula β-pancreática está ligado à concentração
de ATP na célula.
-a concentração de ATP ótima na célula sadia faz o fechamento do canal de K+ dependente de ATP
e, pela ddp, a despolarização resultante abre o canal de Ca²+, que vão liberar grânulos de insulina e
secretar insulina no sangue. Isso favorece que o organismo faça a quebra da glicose na relação das
células β-pancreáticas sadias.
Porém, quando a célula β-pancreática não é sadia, o processo de produção de ATP, quando ocorre
a fosforilação oxidativa dessa célula β-pancreática defeituosa tem o ATP insuficiente para
desencadear todo o processo, fazendo com que a insulina não seja liberada.
Lara de Paula
Lara de Paula
Resumindo os 4 complexos
 ________________________________________________________________________________________
-Os complexos I e II catalisam a transferência de é para a ubiquinona a partir de 2 doadores de é
diferentes: NADH (complexo I) e succinato (complexo II). O complexo III carrega é a ubiquinona
reduzida para o citocromo c, e o complexoIV completa a sequência, transferindo é do citocromo C
para o O2.
1° NADH, no complexo I, liberando 4H+
2° FADH2 não coloca é no espaço intermembrana. 
Todos os é produzidos pelo complexo I e II vão para a ubiquinona
3° a ubiquinona apresenta os é para o complexo III, fazendo uma relação com o complexo b, c1, c,
que se transforma para o complexo 4
4° o citocromo a e c3, terá liberação de 4H+ + 2H+, fazendo com que o ambiente se torne super-
positivo em relação à matriz.
5° os é passam para o complexo V, na questão da ATP-sintase, no qual existe, também, o ADP e a
liberação dos H+ que estariam no meio intramembrano pra matriz, voltando a carga elétrica e esse
potencial elétrico dá força protomotriz para todo o sistema
 ________________________________________________________________________________________
Lara de Paula
Lara de Paula
REFERÊNCIAS:
www.youtube/professor
walmirtonbezerra

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