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CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA Eugene Kennedy e Albert Lehninger descobriram, em 1948, que as mitocôndrias são os sítios de fosforilação oxidativa. Aula 18 UEPG ESTÁGIOS DA RESPIRAÇÃO CELULAR 1- Oxidação de moléculas orgânicas Produção de Acetil-CoA 2-Oxidação do Acetil-CoA/ Ciclo de Krebs Formação dos co-fatores reduzidos Formação de CO2 3-Transferência de elétrons e fosforilação oxidativa Oxidação dos co-fatores reduzidos Produção de ATP RESPIRAÇÃO CELULAR O2 CO2 RESPIRAÇÃO CELULAR = Fase aeróbia do catabolismo da glicose, lipídeos e proteínas Consumo de O2 Formação de CO2 PRODUTOS FORMADOS EM UMA VOLTA DO CICLO 3 NADH 1 FADH2 1 GTP ANATOMIA DA MITOCÔNDRIA Fosforilação Oxidativa •Estágio final do metabolismo produtor de energia nos organismos aeróbios. •Fosforilação oxidativa = produção de ATP a partir da energia produzida pela oxidação dos substratos. E= Potencial de Redução (Redox) O potencial de redução mede a tendência de um oxidante em ganhar elétrons, se tornando reduzido. É uma energia potencial. Elétrons se movem a partir de compostos com MENOR potencial de redução (mais negativos) para compostos com MAIOR potencial de redução (mais positivos). Redutante oxidante + e- Oxidante + e- redutante D:H D AH A Oxidação e redução devem ocorrer simultaneamente Quanto mais positiva for a diferença do potencial de redução (∆E), mais facilmente ocorrerá a reação de redução! Fluxo de elétrons através da cadeia transportadora de elétrons NADH desidrogenase Succinato desidrogenase Ubiquinona: citocromo c oxidoredutase Citocromo oxidase Cadeia transportadora de elétrons (ETC) • Elétrons se movem de carreadores com MENOR potencial redox para carreadores com MAIOR potencial redox. • Os elétrons podem se mover através de uma cadeia de doadores e receptores. O potencial de redução-padrão de cada um dos carreadores de elétrons já foi determinado experimentalmente Podem supor que os carreadores funcionem em ordem crescente do potencial de redução, já que os e- fluem espontaneamente dos carreadores de menor E’° para carreadores com maior E’° Quanto maior for o E’o red, mais fácil será a redução Variação de energia livre de Gibbs na transferência de elétrons da cadeia respiratória Fluxo de elétrons através da cadeia transportadora de elétrons NADH desidrogenase Succinato desidrogenase Ubiquinona: citocromo c oxidoredutase Citocromo oxidase CADEIA RESPIRATÓRIA MITOCONDRIAL COMPLEXO I: NADH até Ubiquinona NADH desidrogenase NADH:ubiquinona oxirredutase Catalisa simultânea e obrigatoriamente 2 processos acoplados: 1- Transferência para a Ubiquinona de um íon hidreto do NADH e um próton da matriz 2-Transferência de prótons da matriz para o espaço intermembranas INIBIDORES Rotenona Amintal Piericidina A COMPLEXO I: NADH até Ubiquinona NADH desidrogenase NADH:ubiquinona oxirredutase Estrutura química Ubiquinona (Coenzima Q) CADEIA RESPIRATÓRIA MITOCONDRIAL COMPLEXO II: succinato até ubiquinona Succinato desidrogenase (ligada à membrana) Estrutura do Complexo II (succinato desidrogenase) de E. coli CADEIA RESPIRATÓRIA MITOCONDRIAL COMPLEXO III: Ubiquinona até citocromo c Citocromo bc1 Ubiquinona:citocromo c oxidorredutase Acopla a transferência de elétrons do ubiquinol (QH2) para o cit. c com a transferência de Prótons da matriz para o espaço intermembrana. CADEIA RESPIRATÓRIA MITOCONDRIAL COMPLEXO IV: citocromo c até O2 Citocromo oxidase Transporta 2 elétrons do cit. c para o oxigênio molecular, reduzindo-o a H2O. A ENERGIA DA TRANSFERÊNCIA DOS ELÉTRONS É CONSERVADA EFICIENTEMENTE EM GRADIENTE DE PRÓTONS Cadeia respiratória INTERMEMBRANA MATRIZ Força Próton-motriz Apresenta 2 componentes: - a energia potencial química (∆pH) - a energia potencial elétrica (∆) FADH2 FAD Potencial Químico ∆pH (interior alcalino) Potencial elétrico ∆ (interior negativo) Síntese de ATP Força próton- motriz MODELO QUIMIOSMÓTICO FORMAÇÃO DE ATP PELO INFLUXO DE H+ ATP sintase SÍTIOS DE AÇÃO DE INIBIDORES DA CADEIA RESPIRATÓRIA TRANSPORTE DE EQUIVALENTE REDUTOR PARA A MATRIZ Resumo 1. A fosforilação oxidativa ocorre entre proteínas carreadoras de elétrons presentes na membrana interna da mitocôndria... 2. Essas proteínas consistem de carreadores de elétrons, como os citocromos (apresentam grupo heme). 3. Quando elétrons são transferidos, H+ são bombardeados para o espaço entre membranas. 4. ATP é formado quando H+ migra de volta para a matriz mitocondrial (força eletromotriz). 5. Oxidação e fosforilação são ligadas para promover síntese de ATP 6. A oxidação do NADH 2,5 ATP, e FADH2 1,5 ATP Tenha um bom consumo de ATP !
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