Fosforilação Oxidativa: Funcionamento da Mitocôndria e Cadeia Respiratória, Manuais, Projetos, Pesquisas de Energia

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A fosforilação oxidativa (FO) é o estágio final do metabolismo produtor de energia nos organismos aeróbicos

Nessa etapa toda a energia produzida (na forma de carreadores de elétrons) durante a oxidação dos carboidratos, lipídeos e aminoácidos e TCA é utilizada para síntese de ATP

Em eucariotos a fosforilação oxidativa ocorre na mitocôndria e envolve a redução do O 2 em H 2 O.

Glicose / carboidratos Ácidos graxos Aminoácidos

Acetil-CoA

Ciclo de Krebs (NADH e FADH 2 )

ATP H 2 O

Fosforilação oxidativa

MME – permeável a pequenas moléculas e íons (poros)

MMI – impermeável a pequenas moléculas e íons (inclusive H+)

• Componentes da cadeia respiratória
• Transportadores ADP-ATP
• Outros transportadores de membrana
• ATP sintase

Matriz

• Complexo piruvato desidrogenase e coenzimas
• Enzimas do TCA, oxidação ácidos graxos e aminoácidos
• ATP, ADP, Pi, Mg2+, Ca2+, K+
• Intermediários solúveis
• DNA e ribossomos

O que contém e

quais as

características de

cada

compartimento

mitocondrial?

Enzimas da Via Glicolítica

Citosol MME^ MMI Matriz

Piruvato Ácidos graxos Aminoácidos

Complexo piruvato desidrogenase TCA Oxidação Ac Graxos e aminoácidos

Transportadores elétrons reduzidos (NADH e FADH 2 )

Cadeia respiratória e ATP sintase (^) ATP e H 2 O

MME - Permeável à pequenas moléculas e íons que se movem através de proteínas integrais da membrana - porinas

MMI - Impermeável à maioria das moléculas ( os íons H+), transportadores específicos para algumas moléculas

Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo

Coenzima hidrossolúvel Atua junto com as desidrogenases retirando elétrons nas vias catabólicas Transporta íon hidreto (2e-^ e 1H+) Não passa pela MMI Tem menor potencial de redução que os outros componentes da cadeia respiratória

Flavina adenina dinucleotídeo

Coenzima ligada às flavoproteínas Transporta 1 ou 2 átomos de H Podem servir de intermediários nas reações que doam 2 e-^ para receptores que aceitam apenas 1 e-

Citocromos

Transferem elétrons diretamente por redução do Fe3+^ a Fe2+^ do grupo heme (anel tetrapirrolico com átomo de ferro)

Proteínas que tem como característica um absorção intensa de luz visível – possuem um grupo heme ligado

Quando o grupo heme está reduzido pode absorver luz em 2 ou 3 comprimentos de onda, isso classifica os citocromos nas mitocôndrias.

Podem ser divididos em 3 classes dependendo do espectro de absorção

Cit b

Cit a

Proteínas integrais da membrana com heme ligado, mas não covalentemente

Proteína solúvel com Cit c heme ligado covalentemente Associada à superfície externa na MMI por interações eletrostáticas

Como funciona a transferência de elétrons na cadeia respiratório???????

Os elétrons tendem a passar de um composto

com menor afinidade por elétrons (menor

potencial de redução) para um com maior

afinidade (maior potencial de redução).

O que é potencial de redução – medida da afinidade de um composto por elétrons

Afinidade por e-

NADH menor E que outros transportadores da cadeia respiratório

Oxigênio mais eletronegativo, maior E, último aceptor de elétrons

Potencial de redução

Como ocorre a

transferência de

elétrons na cadeia

respiratória?

Resumidamente:

Como fluem os elétrons

nesses transportadores?

Fluxo vai do componente com menor potencial de redução para o de maior potencial de redução

Na cadeia respiratória os elétron fluem espontaneamente do complexo I e II para a coenzima Q. QH 2 funciona como um transportador móvel de elétrons que os transfere para o complexo III. Complexo III passa os elétrons para a outra conexão móvel, o citocromo c , Cit c transfere os elétrons para o complexo IV que vão reduzir o O 2

Única enzima do TCA que está ligada à MMI O FADH 2 formado passa o elétron dos H para a quinona

Complexo II – Succinato desidrogenase

 -oxidação

Acil-coA graxo desidrogenase → primeira enzima da  -oxidação

ETF = eletron - transfering protein

Outra flavoproteina importante na cadeia respiratória recebe elétrons da oxidação dos ácidos graxos (ETF:Q)