Cadeia Transportadora de Elétrons e Fosforilação Oxidativa

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Cadeia Transportadora de Elétrons e Fosforilação Oxidativa 
· A cadeia transportadora de elétrons é denominada como a terceira etapa da respiração celular, onde ocorre a produção de ATP e H20 a partir da oxidação das coenzimas NADH E FADH2.
A cadeia ocorre nas mitocôndrias, que são organelas que possuem duas membranas celulares:
Membrana mitocondrial interna: onde estão localizados os complexos que formam a cadeia respiratória, a ATP-sintase e outros transportadores de membrana.
Matriz mitocondrial: é a parte interna da mitocôndria, onde ocorre o ciclo do ácido cítrico, onde está localizado o DNA mitocondrial. 
 
· no tecido muscular e no tecido neural há mais mitocôndrias e mais cristas mitocondriais.
O NADH formado na etapa 3; 4 e 8 do Ciclo do ácido cítrico, vai transferir seus elétrons ara o complexo I da cadeia transportadora de elétrons, e vai voltar a ser NAD+.
O elétron é transferido dentro do complexo I para a coenzima Q, que vai transferir os elétrons para o complexo III. O complexo III vi passar os elétrons para o Citocromo C, que vai transportá-los para o complexo IV, que transformará o oxigênio em água. 
· Os complexos I, II, III e IV da cadeira transportadora de elétrons são proteínas transmembrânicas: proteínas que tem grupos prostéticos, ou seja, além de aminoácidos tem átomos como ferro e enxofre.
· A coenzima Q não é uma proteína, é um lipídeo. É lipossolúvel.
· Citocromo C é uma proteína periférica, que tem afinidade pela parte hidrofílica da membrana, e só se desloca nessa porção. 
· Complexo II da cadeia transportadora de elétrons: Recebe elétrons do FADH, que vai transferir elétrons do FADH2 para o complexo II, que por sua vez vai transferi-los para a coenzima Q, que passa pelo complexo III, citocromo c e complexo IV.
· Simultâneo ao transporte de elétrons, os complexos I, III, e IV bombeiam prótons. 
Complexo I : bombeia 4 prótons.
Complexo III: bombeia 4 prótons.
Complexo IV: bombeia 2 prótons.
· A função do oxigênio na cadeia transportadora de elétrons, é ser o aceptor final de elétrons. 
· O transporte de elétrons é importante para bombear os prótons, que vão ser importantes para gerar ATP.
· O oxigênio é importante no ciclo do ácido cítrico por ele regenera as coenzimas NAD+ E FADH. 
Se não houver oxigênio os elétrons vão parar no complexo IV e em dado momento este não poderá mais receber elétrons, pois só recebe 1 par de cada vez. 
· Os complexos estão organizados pelo potencial de óxido-redução: o elétron vai ser transferido de algo menos oxidado para um estado mais reduzido.
· O NADH tem menos afinidade com elétron do que o complexo I, que é chamado de NADH-Desidrogenase, que tem menos afinidade do que a Ubiquinona (coenzima Q). A medida que o E'° fica positivo, mais afinidade ao elétron aquela molécula tem. 
Entendimento Geral:
- No Ciclo do ácido cítrico há a produção de NADH, que entrega os elétrons para o complexo I e bombeia 4 prótons para o meio extracelular. 
- Os elétrons vão passar para a Coenzima Q.
- Os elétrons vão para o complexo III, que bombeia 4 prótons para o meio extracelular.
- Os elétrons passam pelo Citocromo C.
- Os elétrons chegam ao complexo IV, que bombeia 2 prótons para o meio extracelular.
- Os elétrons vão para o oxigênio, que se torna água.
· Se os elétrons forem doados pelo FADH2 eles vão diretamente para o complexo II e o caminho é o mesmo a partir daí, mas o complexo II não bombeia prótons. 
· O transporte de elétrons é importante para que simultâneo a ele ocorre o bombeamento de prótons, que é essencial para a síntese de ATP.
· Os prótons se tornam ATP através de um processo chamado de fosforilação oxidativa.
· Os prótons vão precisar de uma proteína que deixe eles passarem, conhecida como ATP-sintase. 
· A ATP-sintase tem 2 subunidades (Fo e F1):
Fo : funciona como um canal de prótons, eles vão sair de onde havia muitos para ir até onde tem poucos (vão voltar a favor do seu gradiente de concentração para matriz) . Esse processo é denominado de potencial eletroquímico. 
Diferença de potencial elétrico: Fora da membrana é positivo e dentro da membrana é negativo.
Quando os prótons passam pela FO, vão liberar uma energia tão grande que ela será usada na F1 para transformar ADP+Pi em ATP.
· Os prótons que foram bombeados pela cadeia transportadora de elétrons vão retornar favor do gradiente eletroquímico pela Fo da ATP-sintase. Isso libera uma energia que provoca uma mudança de conformação na subunidade F1 e que sintetiza ATP a partir de ADP+Pi. 
Isso é a fosforilação oxidativa. 
· A cadeia transportadora de elétrons não funciona se não houver ATP-sintase, e esta não funciona sem a cadeia transportadora de elétrons. 
· Regulação da Cadeia:
1) ocorre pela concentração de ADP intracelular: toda vez que tiver ADP dentro da célula a concentração vi ser alta, significa que a célula tem pouca energia. 
2) ATP/ADP: a razão regula a produção de ATP. Se essa razão for maior que 1, significa que em mais ATP do que ADP, ou seja, está sobrando energia e a cadeia não está funcionando.
Se a razão for menor que 1, significa que tem mais ADP do que ATP, está faltando energia, a cadeia terá que funcionar. 
3) NADH/NAD+: Se a razão for maior que 1 tem muito NADH, o CAC está trabalhando muito rápido e a cadeia não está dando conta. 
Se a razão for menor que 1 tem muito NAD+, a cadeia em que trabalhar mais rápido, por que o CAC não está conseguindo mandar NADH o suficiente para a cadeia transportadora de elétrons. 
· Para cada ATP sintetizado é gasto 4 prótons, no final da cadeia transportadora de elétrons 10 prótons são bombeados, formando 2,5 ATP. 
- A cada 4 prótons 1 vira ATP.
- A cada NADH se tem 2,5 ATP.
- NADH2 só bombeia 6 prótons, 2 do complexo IV e 4 do complexo III
- FADH2 = 1,5 ATP
· São produzidos 10 ATP no ciclo do ácido cítrico.
1 Acetil-CoA vai virar H20+ATP.
Inibidores
São substâncias que bloqueiam os complexos I, II, III e IV da cadeia transportadora de elétrons, ou a ATP-sintase. 
· Se a cadeia parar, a fosforilação também para, assim como a ATP-sintase.
· Cianeto e Monóxido de Carbono: Se ligam no complexo IV, fazendo com que este não receba mais elétrons. A cadeia para, não vai haver bombeamento de prótons, se o bombeamento para os prótons não vão poder voltar, então não haverá síntese de ATP.
· Antimicina A: Bloqueia o complexo III.
· Amital e Rotenona(são inseticidas e fungicidas): Bloqueiam o complexo I.
· Aurovertina e Oligomicina (antibióticos): Vão bloquear ATP-sintase e os prótons não vão poder entrar. Vão começar a se acumular fora da mitocôndria, que não precisa bombear mais, e a cadeia vai parar. 
Os inibidores bloqueia ou a cadeia ou a ATP-sintase, só que param as duas. 
Desacopladores: 
Criam uma nova rota para que os prótons voltem. 
Ao invés dos prótons voltarem para a matriz pé ATP-sintase, eles vão entrar por um caminho alternativo. A cadeia vai continuar funcionando e a ATP-sintase não vai sintetizar ATP.
· Desacopladores Hidrofóbicos: 
- Dinitrofenol: Quando está em PH ácido está desprotonado.
A pessoa utiliza o DNP, que vai para mitocôndria. Ele vai para o espaço intramembrana onde o PH é ácido e ele fica desprotonado, só que o DNP vai capturar um próton e vai voltar a ser carregado, uma forma de transportar o próton para dentro da membrana sem passar pela ATP-sintase. Vai continuar acontecendo a CTE por que sua célula vai interpretar que você está precisando de energia, então mais prótons serão bombeados. 
O DNP era usado como remédio para emagrecer. 
· Ionóforos: Sequestram os prótons e atravessam a membrana fazendo um furo e permitindo a passagem de íons positivos. 
· Termogenina: Presente no tecido adiposo marrom, é uma proteína. Ao invés dos prótons voltarem pela ATP-sintase, vão voltar pela termogenina. 
Está presente no recém nascido, que a utiliza ara controlar a temperatura corporal.