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Aula 18- Fosforilação oxidativa

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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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