Aula - Cadeia de Transporte de Elétrons e Fosforilacao Oxidativa

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CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS 
E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
MANAUS-AM 
2020
Hugo Valério Corrêa de Oliveira, Dr.
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS
ESCOLA SUPERIOR DE CIÊNICAS DA SAÚDE
BIOQUÍMICA – ESA0222
✓ Os organismos vivos existem por causa de uma gasto contínuo de energia.
✓ As células obtém energia a partir da oxidação controlada de moléculas de alimentos.
✓ O principal combustível das células são moléculas de ATP.
As mitocôndrias estão
célulaspresentes em
eucarióticas e produzem a
maior parte de seu ATP.
INTRODUÇÃO
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✓ As membranas mitocôndriais são altamente especializadas
✓ Na membrana interna existem complexos proteicos interligados, responsáveis
pela produção de ATP
-Membrana externa: contém
porinas (é permeável a moléculas
de até 10 kDa)
-Membrana interna: é seletiva e
impermeável a íons
INTRODUÇÃO
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✓ O que faz da membrana mitocondrial interna especial para a produção de energia?
> O processo de produção de energia consiste de 2 etapas interligadas:
- Elétrons derivados da oxidação de moléculas nutrientes e “armazenados” em carreadores de
elétrons são transferidos ao longo de uma série de carreadores de elétrons (a cadeia
transportadora de elétrons).
- A transferência de elétrons gera energia que é utilizada para bombear 
mitocondrial para o espaço intermembrana
H+ da matriz
▪ ESTÁGIO 1
- Os H+ fluem de volta para a matriz por meio de uma bomba ATP-sintase, a qual cataliza a 
síntese de ATP a partir de ADP + Pi
▪ ESTÁGIO 2
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✓ O processo de produção de energia consiste de
2 etapas interligadas:
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✓ Por que o bombeamento de prótons para o espaço intermembranas 
gera ATP?
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- O processo de oxidação de moléculas de nutrientes para gerar a fosforilação
de ATP (ADP + Pi) é conhecido por Fosforilação Oxidativa
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FADH2
- Glicólise, ciclo de
deKrebs e cadeia
transporte de elétrons
RESPIRAÇÃO
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COMPLEXO I: NADH:coenzima Q-Oxidorredutase (NADH-desidrogenase)
COMPLEXO II: Succinato: Coenzima Q-Oxidorredutase
COMPLEXO III: Coenzima Q:Citocromo c-Oxidorredutase (Complexo do Citocromo b-c1) 
COMPLEXO IV: Citocromo c-Oxidase
✓ Os complexos são sítios de bombeamento de prótons para fora da matriz
mitocondrial
✓ A cadeia transportadora de elétrons está organizada em 4 grandes
complexos:
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✓ Grupo Heme ✓ Grupos Ferro-Enxofre
GRUPOS CARREADORES DE ELÉTRONS DA CADEIA RESPIRATÓRIA
✓ Ubiquinona ou Coenzima Q
- FAD
- FMN
- Fe3+
- Cu2+
✓ Outros Carreadores de elétrons:
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✓ A Cadeia Transportadora de Elétrons
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✓ A Cadeia Transportadora de Elétrons
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✓ Na cadeia de transporte de elétrons, os carreadores estão dispostos em ordem 
crescente de potenciais redox:
(Complexo I)
(Complexo III)
(Complexo IV)
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COMPLEXO I: NADH:coenzima Q-Oxidorredutase (NADH-desidrogenase)
✓ Contém os seguintes grupos prostéticos:
- 1 FMN
- 7 centros ferro-enxofre
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NAD Oxidado e Reduzido
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Redução da Ubiquinona
UBIQUINONA: Transfere e- do Complexo I e do Complexo II → Complexo III
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COMPLEXO III: Coenzima Q:Citocromo c-Oxidorredutase (Complexo do Citocromo b-c1)
✓ Contém os seguintes grupos prostéticos:
- 2 quinonas internas
- 2 grupos heme do tipo b
- 1 grupos heme do tipo c
- 1 centro ferro-enxofre1
✓ Citocromo C:
- Proteína periférica de membrana que 
contém grupo heme
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Citocromo C
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COMPLEXO II: Succinato: Coenzima Q-Oxidorredutase
✓ Succinato Desidrogenase:
> Grupos Prostéticos:
- 1 FAD
- 3 centros ferro-enxofre
- 1 grupo heme b
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✓ Elétrons oriundos de outras fontes também são
transferidos à Ubiquinona
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Gliconeogênese
Elétrons para o Complexo II
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Citocromo C
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COMPLEXO IV: Citocromo c-Oxidase
> Contém os seguintes grupos prostéticos:
- 2 gupos heme (heme a e heme a3)
- 2 centros contendo cobre (CuA e CuB)
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CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
➢ O transporte de elétrons gera gradiente eletroquímico de prótons pela membrana
mitocondrial interna
➢ Prótons retornam para a matriz mitocondrial por uma bomba ATP-sintase
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ATP-sintase
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O gradiente de prótons também promove o transporte ativo (por meio de transporte
acoplado) de metabólitos para dentro e para fora da mitocôndria
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✓ Balanço Energético Final (a partir de 1 molécula de glicose)
Fosforilação Oxidativa:
NADH = 1 par de elétrons = 2,5 moléculas de ATP 
FADH2 = 1 par de elétrons = 1,5 ATP
Glicólise = 2 NADH (geral) + 2 ATP (total líquido)
Ciclo de Krebs = 3 NADH e 1 FADH2 (por molécula de piruvato que entra no ciclo)
... Também no ciclo de Krebs = 1GTP (por molécula de piruvato que entra no ciclo)
... Também um NADH no CPD (para cada piruvato)
Total líquido = 32 moléculas de ATP por molécula de glicose oxidada
GTP + ADP → GDP + ATP
Nucleossídeo difosfato quinase
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✓ Lançadeira de Malato-Aspartato
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➢ AMP pode ser regenerado para o ATP como se segue:
AMP + ATP → 2 ADP (reação catalizada pela enzima Adenilato Quinase)
ADP + Pi → ATP (este passo é mais frequentemente realizado em aeróbios pela
ATP sintase durante a fosforilação oxidativa)
➢ Creatino quinase:
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ALBERTS, B.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. Biologia
Molecular da Célula. 4º Ed.. Porto Alegre: Artmed, 2004.
- NELSON, D. L.; COX, M. M. Lehninger Princípios de Bioquímica. 5º Ed. Porto Alegre: 
Artmed, 2011
VOET, D. & VOET, J.. Bioquímica. Porto Alegre: Artes Médicas, 2006.
Referências Bibliográficas
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