Formação de ATP por Oxidação de Coenzimas: Cadeia de Transporte e Fosforilação Oxidativa, Notas de aula de Energia

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Cadeia de transporte

de elétrons e fosforilação oxidativa

POLISSACARÍDIOS PROTEÍNAS LIPÍDIOS GLICOSE AMINOÁCIDOS ÁCIDOS GRAXOS Acetil-CoA (2) Oxaloacetato (4) Citrato (6) Isocitrato (6) Cetoglutarato (5) Succinato (4) Fumarato (4) Malato (4) Gly Ala Ser Cys Leu Ile Lys Phe Asp Glu Piruvato (3) CO 2 CO 2 CO 2 CO 2 α MAPA II Fosfoenolpiruvato (3) CO 2

Glicose + NAD + 2 ADP + 2 Pi → 2 Piruvato + 2 NADH + 2 H + 2 ATP + 2 H 2 O Saldo : 2NADH +2ATP 2 Gliceraldeido 3-fosfato Glicólise

2 Piruvatos Saldo : 2NADH Formação de Acetil-CoA

Mols de NADH Mols de FADH 2 2 Acetil CoA

ATP

Glicólise Piruvato Ciclo de Krebs 4 Rendimento da oxidação da glicose

Rendimento da oxidação da glicose

Etapas da oxidação da glicose I. Glicose a 2 piruvatos (glicólise) II. 2 piruvaos a 2 acetil-CoA (formação de acetil-CoA). III. 2 acetil-CoA entram no ciclo de Krebs IV. NADH e FADH 2 passam pela cadeia de transporte de elétrons e fosforilação oxidativa. Oxidação completa de 1 mol de glicose: I II^ III^ IV^ Mols de ATP formados

I+II+III

coenzimas Fosforilação no nível do substrato Total 2NADH 2NADH 6NADH 2FADH 2 10NADH 2FADH 2 30ATP 4ATP 30ATP 4ATP 30 4 2ATP 2ATP (^) 4ATP 4 38

Energia armazenada nas coenzimas (NADH e FADH 2 )

1. Possibilita a re-utilização das coenzimas.
2. A re-oxidação possibilita que a energia mantida nas coenzimas possa ser utilizada para a síntese de ATP. Respiração Celular Processo em que as células aeróbicas produzem seu ATP pela oxidação das coenzimas pelo oxigênio. Processo efetuado pela cadeia de transporte de elétrons ( cadeia respiratória). Fosforilação oxidativa Síntese do ATP (ADP +Pi ATP) utilizando a energia da oxidação das coenzimas.

A oxidação das coenzimas reduzidas processa-se na membrana interna da mitocôndria aonde se localizam os componentes da cadeia de transporte de elétrons. Os componentes se agrupam em 4 complexos I, II, III e IV. Além disso dois componentes móveis fazem parte da cadeia de transporte de elétrons, coenzima Q (CoQ), conecta Complexo I ao II e ao III, e o citocromo c, que conecta o Complexo III ao IV.

Respiração celular

Maior potencial de redução Menor potencial de redução Sucessivas reduções e oxidações coenzima Q (ubiquinona) citocromo C Complexo I Complexo II Complexo III Complexo IV

Grupos prostéticos dos complexos atuam como centros de óxido-redução. Flavina mononucleotídeo (FMN). Derivado da Riboflavina Complexo I

Ubiquinona ou Coenzima Q Mobilidade facilitada devido a sua característica hidrofóbica Grupos prostéticos dos complexos atuam como centros de óxido-redução. unidades isoprênicas

Citocromos são proteínas transportadores de e

que contém grupo heme como grupo prostético Fe2+^ e Fe3+ Classificados de acordo com o seu espectro de absorção Citocromo C localizado na face externa da memb mitocondrial interna, Proteína pequena, móvel, conectam o complexo III ao IV. Grupos prostéticos dos complexos atuam como centros de óxido-redução. ligação tioéter Citocromos são proteínas transportadores de e

que contém grupo heme como grupo prostético

Complexo I / NADH-ubiquinona óxido-redutase Um dos maiores complexos conhecidos. Consiste de 46 cadeias polipeptídicas. Estrutura desconhecida. Catalisa a transferência de e-^ do NADH à ubiquinona com a translocação concomitante de H+ através da membrana. Reações de óxido-redução e “bomba” de prótons.

NADH + H

• FMN Complexo I

NAD

• FMNH 2 Complexo I Glicólise Piruvato para Acetyl- CoA Ciclo de Krebs Prótons da matriz são consumidos

Succinato desidrogenase Complexo II Succinato-ubiquinona óxido-redutase Complexo II Acopla a oxidação do fumarato à redução da Coenzima Q É o segundo ponto de entrada de e

• na cadeia respiratória.