Cadeia Respiratória e Fosforilação Oxidativa

Prévia do material em texto

Cadeia Respiratória e Fosforilação Oxidativa 
 Quais são os quatro complexos enzimáticos que formam a cadeia respiratória? Qual sua localização? 
 Qual é a função das enzimas ubiquinona e citocromo c? 
 
 Qual é o mecanismo de toxicidade do cianeto? 
 
CASO CLÍNICO 
Mulher, 54 anos, com sobrepeso, segue para a Unidade de Tratamento Intensivo por apresentar crise hipertensiva. Lá 
recebe administração intravenosa de nitroprussiato por 48 h. A pressão sanguínea da mulher retornou aos níveis 
normais, mas ela se queixou de uma sensação de queimação na boca e na garganta, seguida de náuseas, vômitos, 
sudorese, agitação e dispneia. A enfermeira notou um hálito de amêndoa doce na respiração. Uma gasometria arterial 
mostrou acidose metabólica significativa e testes no sangue revelaram níveis tóxicos de tiocianato, um metabólito do 
nitroprussiato. 
Episódios de elevação severa da pressão sanguínea: 
• pressão sistólica = 220 mmHg 
• pressão diastólica > 120 mmHg 
 
E sintomas de disfunção dos órgãos vitais no paciente: 
• dor de cabeça, 
• déficit neurológico, 
• dor no peito, 
• sintomas de falha cardíaca 
 
NITROPRUSSIATO: diminui a PA lentamente, é um vasodilatador, que apresenta alguns efeitos colaterais. Não é droga 
de tratamento, mas sim droga hospitalar. Ela é metabolizada no fígado em tiocianato, que é normalmente excretado 
pela urina, entretanto, em excesso causa efeitos colaterais. 
 
 ácidos metabólicos →  [H+] ph sérico <7,35 → Acidose metabólica 
 
O tiocianato tem mesmo efeito que o cianeto (produto liberado pela combustão de certos componentes), que inibe 
uma das etapas finais do transporte de elétrons, processo intimamente ligado a produção de ATP. (fosforilação 
oxidativa) 
Aumento do lactato é devido 
No caso do incêndio da Boate Kiss muitas pessoas morreram pela intoxicação de cianeto 
 
METABOLISMO AERÓBIO 
• Fosforilação oxidativa: processo metabólico no qual a transferência de elétrons a 
partir do NADH e FADH2 até o aceptor final O2 (através de uma série de transportadores 
de elétrons) produz ATP. É o ápice do metabolismo produtor de energia (Catabolismo) 
em organismos aeróbicos 
• Cadeia respiratória: transportadores de elétrons que atuam de forma sequencial 
localizados na membrana interna mitocondrial e organizados em complexos 
macromoleculares 
Os aminoácidos, lipídios são quebrados para gerar acetil-CoA e entra no ciclo de Krebs, 
é oxidado, libera CO2 e vários transportadores de elétrons reduzidos que serão usados 
na etapa da fosforilação oxidativa. A oxidação de combustíveis metabólicas é essencial 
para a vida 
 
Os sítios de transferência de elétrons que produzem NADH e FADH2 a partir do 
metabolismo aeróbio de carboidratos 
• Glicólise 
• Descarboxilação do piruvato à acetil-CoA 
• Ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs 
 
EX.: 8ª etapa do ciclo de Krebs → O malato que era um substrato reduzido, 
quando ele doou os íons hidrogênio ele passou para a forma oxidada (2H 
saindo, 1 se liga ao NAD e o outro fica na forma de próton) 
 
 
 
COMPLEXO I = transporta e- do NADH para a ubiquinona. 
COMPLEXO II = transporta e- do succinato para a ubiquinona ( proveniente do FADH2). 
COMPLEXO III = transporta e- da ubiquinona até o citocromo c. 
COMPLEXO IV = transporta e- do citocromo c para o O2. 
Os elétrons movem-se do: NADH e succinato → FAD ou FMN → ubiquinona → proteínas Fe-S → citocromo → O2 
 
MOLÉCULAS CARREADORAS DE ELÉTRONS DA CADEIA RESPIRATÓRIA: 
• Ubiquinona (coenzima Q) 
1é: semiquinona 
2é: ubiquinol QH2 
• Citocromos: proteínas com grupos prostéticos heme contendo ferro. 
• Proteínas ferro-enxofre. 
Reação global: elétrons movem-se do NAD, FAD (succinato) → flavoproteínas → ubiquinona → Fe-S → citocromos 
→ oxigênio 
 
 
Reações de oxidação de elétrons... 
 
COMPLEXO I: NADH ATÉ UBIQUINONA (COENZIMA Q) 
Nome: COMPLEXO I ou NADH:ubiquinona oxidorredutase ou NADH desidrogenase 
Tipo: enzima e bomba de prótons 
Moléculas transportadoras de e-: FMN; centros Fe-S 
 
INIBIDORES DA TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS NA CADEIA RESPIRATÓRIA 
Se não tenho elétrons transportados não reduzimos O2 em água, não temos prótons mandados pelo espaço 
intermembrana; barbitúricos (hipnóticos como o pentobarbital usado a nível hospitalar e tem um custo baixo 
 
COMPLEXO II 
Nome: COMPLEXO II ou succinato-ubiquinona oxidorredutase ou succinato desidrogenase 
Tipo: enzima 
Moléculas transportadoras de e-: FAD; FMN; centros Fe-S 
*Grupo heme b: protetor contra a formação de espécies reativas do oxigênio. Faz parte do complexo II, mas não tem 
função efetiva no complexo em si 
 
COMPLEXO III: UBIQUINONA ATÉ CITOCROMO C PELO CICLO Q 
Nome: COMPLEXO III ou Complexo dos citocromos bc1 ou ubiquinona: citocromo c oxidorredutase 
Tipo: enzima e bomba de prótons 
Moléculas transportadoras de e-: centros Fe-S; grupos heme 
Ao final… QH2 é oxidado a Q e 2 moléculas de citocromo c são reduzidas 
 
INIBIDORES DA TRANSFERÊNCIA DE ELÉTRONS NA CADEIA RESPIRATÓRIA 
Antimicina (antibiótico fungicida) → Inibe a etapa do complexo III, temos a transferência desses elétrons la pro 
citocromo c 
 
COMPLEXO IV: CITOCROMO C ATÉ O2 
Nome: COMPLEXO IV ou citocromo oxidase 
Tipo: enzima e bomba de prótons 
Moléculas transportadoras de e-: grupos heme; CuA e CuB