Bioquímica: A cadeia transportadora de elétrons e seus inibidores

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Inibidores da cadeira de transporte de elétrons
Resumo por Milena Ortiz
Assim como o ciclo de Krebs, a cadeia de transporte de elétrons também
está nas mitocôndrias, mas muito do que sabemos sobre o transporte de elétrons
deve-se aos inibidores do processo, como na tabela abaixo:
Então vamos lá:
A oxidação de coenzimas libera energia livre o suficiente para a produção de
alguns moles de ATP e desta forma surgiu a teoria quimiosmótica.
Teoria quimiosmótica:
● A cadeia transportadora de elétrons é composta por vários complexos
enzimáticos
● Os elétrons são transferidos de um complexo para o outro, de modo a liberar
energia em cada uma das etapas
● Essa energia liberada é usada para bombear H+ para o espaço
intramembranar da mitocôndria
● Esse gradiente de prótons é usado na síntese de ATP
Inibidores da cadeira de transporte de elétrons
Resumo por Milena Ortiz
● Os complexos enzimáticos são proteínas com grupos prostéticos que podem
ser cofatores (FAD, FMN, citocromos e complexos FeS)
FMN: Flavina mononucleotídeo
→ produzido pela riboflavina (vitamina b12);
→ recebe elétrons
Citocromos:
→ Proteínas que contém grupos heme que pode alternar o estado ferrox entre Fe(II)
e Fe(III)
→ Na mitocôndria encontram-se os citocromos a, b e c
→ Os citocromos são classificados de acordo com o seu grupo heme e com o seu
grau de absorção.
Inibidores da cadeira de transporte de elétrons
Resumo por Milena Ortiz
Núcleos de Ferro-Enxofre:
→ Os núcleos são compostos de Ferro (Fe+2 ou Fe+3) complexados a grupos -SH
que podem ser provenientes de cisteína ou enxofre molecular. Estes núcleos de
Ferro-Enxofre NÃO transportam prótons (H+).
Agora vamos estudar um pouco mais sobre os complexos da cadeia transportadora
de elétrons:
COMPLEXO I:
O complexo I é uma NADH desidrogenase que regenera o NADH+ em NAD+,
sendo um dos pontos de entrada da cadeia transportadora de elétrons.
Os elétrons e prótons são transferidos do NADH+ para o grupo FMN, que, ao
transferir para o grupo Fe-S, joga os prótons para a parte intramembranar da
mitocôndria e os elétrons são transferidos para a coenzima Q (ubiquinona).
A ubiquinona é altamente lipossolúvel, podendo transferir elétrons e prótons
através da membrana mitocondrial entre os complexos.
COMPLEXO II:
O complexo II é a succinato desidrogenase, ou seja, a cadeia transportadora
irá começar pelo complexo II quando o produto inicial for o succinato. Desta forma,
os elétrons do succinato são transferidos para o grupo FAD, em seguida para o
grupo Fe-S, e finalmente para o grupo heme, o qual transfere para a ubiquinona. O
complexo II não transporta prótons. Lembre-se que o succinato é um produto do
Ciclo de KREBS, de forma que ciclo de Krebs e cadeia transportadora de elétrons
estão conectados.
Inibidores da cadeira de transporte de elétrons
Resumo por Milena Ortiz
COMPLEXO III:
O complexo III recebe os elétrons do complexo I e II pela ubiquinona, mas
elétrons de outros produtos também entram no complexo III, como os elétrons
provenientes da glicerol-3-fosfato-desidrogenase e da acetil-CoA-desidrogenase.
O complexo III transporta elétrons através de grupos heme e grupos Fe-S
para a citocromo c, translocando elétrons para a região intramembranar da
mitocôndria. Neste processo, uma semiquinona é formada, que retorna para receber
outro elétrons de uma QH2, resultando em 4 prótons transportados para a região
intramembranar para cada QH2.
COMPLEXO IV:
O complexo IV tem, além de grupos heme, um centro contendo Fe-Cu. Os
elétrons são transportados do citocromo c para o complexo IV e o oxigênio serve
como um aceptor final de elétrons, gerando H2O e liberando mais quatro prótons da
matriz mitocondrial para a região intramembranar.
Lembre-se que:
● Os elétrons provenientes do metabolismo de ácidos graxos e glicerol entram
na cadeia transportadora de elétrons pela coenzima QH2.
● Os complexos I, III e IV transportam elétrons da matriz mitocondrial para a
região intramembranar.
● A transferência de elétrons é feita respeitando o potencial redox dos grupos
envolvidos, de modo que a energia dos elétrons é feita de forma gradual e é
utilizada para o bombeamento de prótons.
O transporte de prótons gera um gradiente que pode ser usado para a produção de
ATP, criando uma força motriz. Os prótons retornam à matriz através da ATP
sintase. Ao passar pela ATP sintase, a energia do gradiente de prótons é transferida
para a síntese de ATP.
Inibidores da cadeira de transporte de elétrons
Resumo por Milena Ortiz
O ATP produzido é transferido da matriz para o citosol por um cotransportador
antiporte ATP/ADP e fosfato inorgânico é transportado simporte (Pi/H+)
No começo deste resumo falamos sobre os inibidores da cadeia de transporte:
Inibidores da cadeira de transporte de elétrons
Resumo por Milena Ortiz
Estas drogas têm o mesmo resultado final: a interrupção do fluxo de elétrons
e do transporte de prótons da região intramembranar. Quando um complexo fica
inibido, ele para de transportar e de receber os elétrons, interrompendo o ciclo.
● A cadeia transportadora de elétrons e a ATP sintase são acopladas, portanto,
se algum inibidor interferir na ATP sintase, inibe o ciclo da cadeia
transportadora de elétrons.
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