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Cadeia transportadora de elétrons

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processos celulares e moleculares
Objetivo e visão geral: 
→ A cadeia transportadora de elétrons é uma série de 
proteínas e moléculas orgânicas encontradas na 
membrana interna da mitocôndria. 
→ O salto de elétrons de uma estrutura proteica (são 4 
complexos) para outra ocorre saída de prótons, 
promove uma energia necessária para que o próton 
saia. 
 Os prótons retornam e com isso produzem ATP 
 O salto serve para gerar uma diferença de 
potencial para expulsar prótons. 
→ Todos os elétrons que entram na cadeia de 
transporte vêm das moléculas de NADH e 
FADH2 produzidas durante os primeiros estágios da 
respiração celular: glicólise, oxidação do piruvato e do 
ciclo do ácido cítrico. 
→ O NADH é um bom doador de elétrons em reações 
redox (ou seja, seus elétrons estão em um alto nível 
de energia), portanto ele pode transferir seus elétrons 
diretamente para o complexo I, voltando a ser NAD+. 
Conforme os elétrons percorrem o complexo I em uma 
série de reações redox, energia é liberada e o 
complexo usa essa energia para bombear prótons da 
matriz para o espaço intermembranar. Do 1 vai para 
o 3. 
→ O FADH2 não é tão bom doador de elétrons quanto 
o NADH (ou seja, seus elétrons estão em um nível de 
energia mais baixa), então não pode transferir seus 
elétrons para o complexo I. Em vez disso, ele os leva 
pela cadeia de transporte até o complexo II, que não 
bombeia prótons através da membrana. Vai para 3 e 
4. 
→ O oxigênio recebe os elétrons H+ e forma-se água. 
Complexo 1 
→ Também chamado de ubiquinonaoxiredutase. 
→ É uma grande enzima e é composta por 42 cadeias 
diferentes de polipeptídios. 
→ Há 6 centros ferro-enxofre 
→ Tem o formato de braço (1 parte) na membrana (2) 
se estende na matriz. 
→ Catalisa 2 processos simultaneamente 
(1) Transferência dos elétrons do NADH (hidreto) para 
a flavoproteina (FMN) depois passa pelos centros de 
Fe-S no braço da matriz do complexo, e ocorre a 
transferência para uma proteína chamada de 
ubiquinona (Q) ocorre no braço da membrana. 
(2) Ocorre a energia suficiente para que os 4H+ 
consigam passar pelos canais de prótons, isso produz 
uma diferença de potencial, o lado da matriz fica 
negativo e recebe o nome de espaço N, o espaço 
intermembrana fica positivo (lado P). 
→ Objetivo da ubiquinona: carregar os elétrons para 
serem transferidos para o complexo 3, como é solúvel 
a lipídios, pode se transformar em radical semiquinona 
e ubiquinol (QH2).
 
 
Bruna Reis A. Rocha 2020.1 
Complexo 2 
→ Também chamado de Succinatodesidrogenase. 
→ Recebe os elétrons provenientes do FAD. 
→ Tem 5 grupos prostéticos D. 
→ Tem 4 subunidades (A, B, C, D). 
 Subunidade C e D são proteínas integrais da 
membrana, cada uma dessa tem 3 hélices 
transmembrana 
→ Tem grupamento heme (heme b) (D)-> participa de um 
movimento de produção de espécies reativas de O2 
como peroxido e superóxido com o objetivo de 
produzir gradiente eletroquímico para que elétrons 
sejam transferidos. 
→ Tem um sítio onde a ubiquinona se liga e transfere os 
elétrons (C) 
→ FAD se liga para transferir elétrons (A) e tem 3 
centros Fe-S (B e C). 
→ Ubiquinona vai para o complexo 3 com os elétrons. 
→ Não há saída de elétrons. 
 
. 
 
 
Complexo 3 
→ Também chamado de citocromo B-C1 ou 
citocromocoxiredutase. 
→ Objetivo: Liberar 2 elétrons e 4 H+. 
→ Nele ocorre a transferência dos elétrons. 
→ Ele é um dímero: 
 Cada um tem 1 unidade monomérica do citocromo 
b. 
 No centro de cada monômero tem 3 subunidades 
diferentes com respectivos grupos heme e centro 
de Fe-S. 
CICLO Q: 
1. Começa quando a forma reduzida da ubiquinol se liga 
no sítio de ligação (cada um em uma estrutura). 
2. Quando a ubiquinona se liga, o elétron passa do centro 
de Fe-S e depois vai para o citocromo C1. 
3. O citocromo C carrega os elétrons até o complexo 4(só 
consegue 1 elétron por vez). 
4. O outro elétron desce, outra molécula de ubiquinona 
recebem os elétrons que desceram. 
5. Será transformado no radical semiquinona 
6. Sai 2 H+ da ubiquinol. 
 
Complexo 4 
→ Também chamado de citocromo oxidase. 
→ 4 citocromos C se ligam no complexo. 
→ Tem 3 subunidades (1,2,3) 
 A subunidade 2 contêm 2 íons cobre e centro 
Fe-Cu. 
 Subunidade 1 tem grupamentos heme 
1. O citocromo c transfere elétrons para o CuA. 
2. Do cobre a passa para o heme alfa e do alfa vai para 
o alfa 3. 
3. Depois para o cobre B. 
4. Vai ser liberado, oxigênio pega os elétrons (Aceptor 
final). 
 4 átomos de prótons se ligam ao oxigênio e é 
produzido 2 moléculas de água. 
Em humanos com mutações na ubiquinonas e no 
complexo 2, tem uma condição hereditária de tumores 
benignos na cabeça e pescoço=> Ganglioma hereditário 
 Ocorre energia necessária para bombear 4 H+ 
do lado N para o lado P. 
 
Síntese de ATP 
→ Na membrana mitocondrial interna, íons H+ têm 
apenas um canal disponível: uma proteína 
transmembranar conhecida como ATP sintase. 
→ Conceitualmente, a ATP sintase se assemelha a 
uma turbina de usina hidroelétrica. Ao invés de ser 
acionada pela água, ela é acionada pelo fluxo de 
íons H+ movendo-se a favor de seu gradiente 
eletroquímico. 
→ À medida que a ATP sintase transforma a energia, 
ela catalisa a adição de um fosfato ao ADP, 
capturando a energia do gradiente de prótons na 
forma de ATP.