Fase Aeróbia da Respiração Celular

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AULA 07.05.21 
RESPIRAÇÃO CELULAR 
Fase aeróbia do catabolismo de carboidratos, proteínas e lipídios
Muito energética
Depende da presença de O2
3 etapas:
1º: Glicólise 
2º: Ciclo dos ácidos tricarboxilicos (CK) 
3º: Cadeia transportadora de elétrons (FO) 
A célula precisa produzir energia e acontece quando tem oxigênio disponível o metabolismo é 
aeróbico. O piruvato, resultado da via glicolítica, precisa ser lançado para dentro da mitocôndria, 
nessa presença de oxigênio. O piruvato é totalmente permeável a membrana externa da 
mitocôndria, ele entra no espaço entre as membrana. O piruvato que está no citoplasma da 
célula consegue passar rapidamente pela primeira membrana mas não passa pela segunda, pois 
essa não é permeável ao piruvato.
Complexo Piruvato Desidrogenase 
Então, para que ocorra a passagem do piruvato através da segunda membrana, acontece o 
Complexo Piruvato Desidrogenase, nesse espaço entre as membranas. Isso é condicionado pela 
proteína chamada piruvato desidrogenase (PDH) que é composta por três enzimas e mais 
três coenzimas (lipoato, NAD e FAD) e mais uma amina, a tiamina (vitamina). Então ela tem a 
função de lançar o piruvato para dentro da mitocôndria, é uma proteína de canal ligada à 
membrana mitocondrial interna. 
O piruvato vai ser lançado para dentro da mitocôndria em forma de Acetil Coenzima-A, ou 
seja, o composto CO2 é removido pelo complexo desidrogenase da molécula de piruvato, esse 
processo se chama descarboxilação do piruvato (descarboxilar significa remover carboxila, 
CO2). 
A Coenzima-A entra na reação e ocupa o lugar da carboxila que foi retirada do piruvato, ou 
seja, no carbono numero 2.  Interessante que a proteína não se chama descarboxilase e, sim, 
desidrogenase. Isso porque na reação de transformação do piruvato em acetil-CoA é preciso do 
transportador de hidrogênio NAD+, que carrega o hidrogênio da Coenzima-A (CoA-SH, precisa 
retirar esse hidrogênio do radical acetil/acetato para que se ligue ao carbono do piruvato) 
formando o NADH. 
Avitaminose 
A tiamina, amina que funciona como auxiliadora do piruvato desidrogenase, é 
uma  vitamina, então se uma pessoa tiver deficiência de vitaminas, avitaminose, esse 
complexo não funciona. Então, não conseguimos lançar o piruvato para a mitocôndria e, 
assim, o ciclo de krebs e a fosforilação oxidativa vão estar deficientes.
A produção de ATP acaba sendo menor, isso compromete o desenvolvimento físico e 
metabólico da pessoa. A tiamina funciona como auxiliadora da molecular piruvato 
desidrogenase. Na avitaminose, a pessoa sofre de fraqueza e fadiga. A eficiência de 
tiamina impacta na entrada do piruvato na mitocôndria e na deficiência energética.
Ativação do piruvato desidrogenase
A insulina é o hormônio descarregado no sangue quando há muito glicose, então ela ativa 
essa enzima e, assim, faz com que o fluxo de piruvato para a mitocôndria, aumenta. 
Ciclo de Krebs 
‣ 2º etapa da respiração celular
‣ Acontece na matriz mitocondrial
‣ 08 reações sequenciais = acetil + oxaloacetato = citrato; regeneração do oxaloacetato;
Cada volta no ciclo origina:
3 NADH 
1 FADH2 
2 CO2 
1 ATP 
Dentro da mitocôndria acontece o Ciclo de Krebs também chamado de Ciclo dos Ácidos 
Tricarboxílicos ou Ciclo do Ácido Cítrico. A acetil coenzima-A é proveniente do piruvato.
1. Formação do Citrato 
Na mitocôndria acontece o ciclo do ácido cítrico. A molécula chamada acetil-CoA, proveniente 
do piruvato, a entrar no ciclo do ácido cítrico se condensa com uma molécula de 
Oxaloacetato, uma molécula que aparece na matriz da mitocôndria que tem 4 carbonos e esses 
4 carbonos se condensam com a acetil-coA formando um composto chamado Citrato. 
Durante essa reação de condensação a -CoA sai da reação, ou seja, ela é dispensável e sua 
função era somente facilitar a entrada do Acetil na reação, ou seja, facilita a condensação do 
acetil ao oxaloacetato, e logo depois é liberada em forma de CoA-SH. 
2. Formação do Isocitrato 
O citrato é transformado em isocitrato e essa reação ocorre em duas etapas:

1ª quando o citrato é desidratado formando o cis-aconitato 
2ª cis-aconitato sofre hidratação para formar o isocitrato. 

O citrato não muda sua composição mas, sim, sua conformação molecular.
3. Formação do alfa-cetoglutarato 
De isocitrato para alfa-cetoglutarato, acontece uma descarboxilação, retirada de CO2 
(IMPORTANTE), essa molécula de CO2 é uma das moléculas que é produzida durante o processo 
de respiração celular, é descartada.
Nessa mesma reação também é produzido NADH, esses hidrogênios são retirados do isocitrato 
para formar o alfa-cetoglutarato. (desidrogenou) 
4. Formação Succinil-CoA 
O alfa-cetoglutarato é transformado em succinil-CoA. Nessa reação é produzido o outro 
CO2 e a segunda molécula de NADH.
Continuam 4 hidrogênios, pois o CoA quando entrou na reação trouxe um hidrogênio (CoA-SH)
5. Formação Succinato 
O succinil-CoA é convertida em succinato pela quebra da ligação da coenzima A, produzindo 
assim a molécula de ATP do ciclo de krebs. Libera energia para aproximar o fosfato do ADP.
6. Formação do Fumarato 
O succinato é transformado em fumarato a partir do FAD que retira 2 hidrogênios do 
succinato, produzindo assim o único FADH2 do ciclo de Krebs.
7. Formação do Malato 
Fumarato se transforma em malato, por hidratação. 
8. Formação do Oxaloacetato 
Para o oxaloacetato ser formado a partir do malato é preciso retirar hidrogênios do malato pelo 
NAD, produzindo assim o terceiro e último NADH do ciclo de krebs. O oxaloacetato, que é 
formado na última reação, é rapidamente consumido pela primeira reação de um novo ciclo de 
krebs, a condensação, se juntando a mais uma molécula de acetil-CoA.
Considerações 
Em cada ciclo de krebs tem a formação de:
3 NADH - reação 3, 4 e 8
1 FADH2 - reação 6
2 CO2 - reação 3 e 4
1 ATP - reação 5
Como da via glicolítica derivam dois piruvatos esse 
ciclo acontece duas vezes para cada molécula de 
glicose, então todos os seus produtos são duplicados.
Os hidrogênios e elétrons que são carregados pelos 
FAD e NAD saem das moléculas nas reações do ciclo 
de krebs, eles tem a função de carregar hidrogênio e 
elétrons.Cada vez que uma molécula de acetil-CoA 
entrar no ciclo de Krebs, sofre um total de 8 reações. 
O rendimento do ciclo de Krebs é de 1 ATP enquanto 
na glicólise é 4 ATP, ou seja, é uma via pouco 
enérgica.  Lembrando que a acetil-CoA sempre vem 
do piruvato da via glicolítica.
Regulação 
Essa via do ciclo de krebs precisa ser regulada. Se tiver muita disponibilidade de ATP o 
ciclo é bloqueado, então o aumento de ATP inibe o ciclo, pois se estivermos bem 
suprido de energia não precisa fazer o ciclo funcionar. 
O aumento de citrato, molécula formada a partir da condensação do acetil-CoA com 
oxaloacetato, seja aumentado pela via glicolítica ou próprio ciclo de Krebs, o ciclo 
também é bloqueado. Se tivermos disponibilidade de energia e não estivermos usando 
não precisa que o ciclo funcione, sendo atenuado, inibido. 
Assim a acetil-CoA, quando ciclo não está funcionamento, fica em excesso e esse 
excesso, não indo para o ciclo, é usado para a síntese de gordura. 
O contexto no qual isto está acontecendo: tem muito acetil-CoA, significa que tinha muito 
piruvato, ou seja, muito piruvato no final da glicólise e isso significa que há muita glicose, 
ou seja, há muito glicose no sangue porque estamos consumindo muito carboidrato. 
Então o acetil não entra no ciclo de krebs e faz a síntese de gordura, se comermos muito 
açúcar. Esse processo da síntese de gordura a partir do acetilcoenzima-a é a Lipogênese.
Fosforilação Oxidativa 
‣ 3ª etapa da respiração celular
‣ Acontece na membrana mitocondrial interna (MMI)
‣ Complexo I:
‣ Complexo II:
‣ Complexo III:
‣ Complexo IV:
‣ ATP Sintase (Fo-F1)
Na via glicolítica foram produzidos 4 ATPs e 2 piruvatos, esses piruvatos entraram no ciclo de 
krebs e condicionam o funcionamento do ciclo por duas vezes, assim formaram 2 ATPs. Então 
foram produzidos6 ATPs no total mas, como no começo das reações da glicólise foram 
consumimos 2 ATPs, temos o resultado de míseros 4 ATPs. Como precisamos de muito mais 
ATPs para nossa energia, é preciso achar um jeito de produzir mais ATP, e por isso existe a 
fosforilação oxidativa. 
Há 5 complexos nessa fosforilação, os complexos numerados de I à V. O complexo 1 número liga 
o lado da matriz mitocondrial ao espaço entre as membranas, está ao lado do ciclo de krebs e 
acontece dentro da matriz. O complexo 2 é uma proteína que não tem capacidade de jogar 
prótons por outro lado pois não atravessa a membrana. O complexo 3 é nomeado de complexo 
dos citocromos, é uma proteína transmembrana, esse complexo é importante para entender a 
fosforilação. O complexo 4. E o complexo 5, chamado de ATP Sintase ou complexo Fo-F1. 
Complexo I
O complexo I interliga a matriz mitocondrial ao espaço entre as membranas, está ao lado do ciclo 
de krebs e acontece dentro da matriz mitocondrial.
O ciclo de krebs originou 3 NADH e 2 FADH2, estes NADHs são exatamente os 3 NADH que 
aparecem na fosforilação. 
Essa molécula transportadora de elétrons e hidrogênios, o NAD, doa elétrons e hidrogênios para 
o complexo I. Esse hidrogênio descarregado no complexo I é transportado para o espaço entre 
as membranas, então os hidrogênios vão ser descarregados nesse espaço, todos os 3 H+. Então 
o espaço entre as membranas vai estar carregado positivamente e vai estar mais ácido.
A hora que descarregarmos o hidrogênio temos NADs livres reciclados para voltarem às reações 
do ciclo de krebs. 
	 Ubiquinona
Além dos hidrogênios os NAD também carregam elétrons e eles são doados pro complexo I. A 
ubiquinona é uma proteína que se desloca pela membrana mitocondrial interna e quando passa 
pelo complexo I carrega os elétrons. 
No complexo número I é uma proteína transmembrana e aceita H+ e elétrons. Os H+ são 
passados para o espaço e os elétrons doados para a ubiquinona.
Essa ubiquinona passa pelo complexo II e descarrega os eletrons no complexo III.
NADH doam H+ e e- para o complexo I

H+ sao direcionados para o espaco

e- sao dados para a ubiquinona