Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa

CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA

• Visão Geral

- Reações acopladas

- O NADH é oxidado pelo complexo I, ou seja, doa os elétrons para o complexo I. O elétron que chega ao C. I faz com que ele passe a bombear prótons.

- A coezima Q reduz ao receber os elétrons que estavam no complexo I e leva-os para o complexo III, ou seja, ocorre uma oxidação do C.I, que volta a ser novamente um receptor de elétrons oriundos do NADH.

- O complexo III recebe o elétron e passa a bombear prótons da matriz mitocondrial para o espaço intermembranar

- O citocromo C retira o elétron do C.III e leva – o para o complexo IV.

- O complexo IV, ao receber elétrons, passa a bombear prótons.

- O elétron sai do complexo IV e se liga ao Oxigênio (aceptor final de elétrons), promovendo a redução do oxigênio. Esse oxigênio irá se ligar ao H+ e irá produzir água.

- O FADH2 irá perder os elétrons para o complexo II, que não é um bombeador de prótons. Os elétrons são diretamente levados para a coenzima Q, que os levará para o complexo III.

- A cada 2 elétrons provenientes do NADH, são lançados 10 H+ no espaço intermembranar: 4 H+ pelo complexo I, 4 H+ pelo complexo III e 2 H+ pelo complexo IV, em relação ao FADH2, serão lançados 6 H+ no espaço intermembranar: 4 H+ pelo complexo III e 2 H+ pelo complexo IV).

- O NAD+ e o FAD+ irão voltar para mediar a ocorrência da glicólise e do ciclo do ácido cítrico.

- Com o aumento da concentração do H+ no espaço intermembranar, o próton passa a sair pela ação da enzima ATPsintase, o H+ passa pela porção Fo (canal protônico) e faz a porção F1 da enzima “girar”, promovendo a ligação entre o ADP e o P e formando o ATP 🡪 máxima produção de ATP, 34 moléculas de ATP são geradas, se unindo ás 2 moléculas de ATP geradas na glicólise e ás duas moléculas geradas no ciclo do ácido cítrico, formando um saldo de 38 moléculas de ATP.

- “Analogia do trigo” 🡪 água, moinho e trigo.

[pic 1]

• Complexo I: NADH Q Oxirredutase ou NADH – desidrogenase

- 42 proteínas, entre eles uma flavoproteína, contendo como cofator FMN (Flavina Mononucleotídeo)

- Apresenta 6 centros ferro – enxofre

- Os elétrons provenientes do NADH se ligam ao FMN, que os transporta para os núcleos ferro – enxofre, que, por fim, levam - os para a coenzima Q (ubiquinona), formando o ubiquinol que levará os elétrons para o complexo III.

• Ubiquinona (coenzima Q)

- Lipossolúvel 🡪 movimenta – se pela bicamada lipídica

- Pode receber até dois elétrons, se transformando em ubiquinol.

- Transfere elétrons dos complexos I e II para o complexo III.

• Complexo II: Succinato – desidrogenase

- Centros ferro – enxofre (transfere os elétrons provenientes do FADH2 para a ubiquinona)

• Complexo III: citocromo C – oxidorredutase

- Recebe dois elétrons do ubiquinol e transfere para o citocromo C

• Citocromo C

- Proteína solúvel

- Recebe apenas um elétron de cada vez (dif. Ubiquinona)

- Presente no espaço intermembrana

- Doa elétrons para o complexo IV

- Grupamento heme 🡪 fundamental para o transporte de elétrons.

• Complexo IV: Citocromo C oxidase

- Possui dois íons de cobre, formando complexos Fe – Cu

- Possui dois grupos heme

- Transfere elétrons para o O2

- Recebe os elétrons do citocromo C e doa os elétrons para o O2. Ocorre a formação de água.

• Fosforilação oxidativa

• Modelo quimiosmótico

- Baseado na diferença de concentração de prótons gera um potencial químico (diferença de pH) e um potencial elétrico  🡪 Força Próton – Motriz

- NADH (produz 3 ou 2,5 moléculas de ATP) é mais energético que o FADH2 (produz 2 ou 1,5 moléculas de ATP), visto que o NADH garante um maior bombeamento de prótons.

[pic 2]

• Como o ATP produzido pela mitocôndria vai para o citosol?

- A membrana externa é muito permeável, no entanto, a membrana interna é altamente seletiva.

- O transporte ocorre devido o funcionamento da enzima adenina nucleotídeo translocase. Retira o ATP formado e pega um ADP, que será utilizado para a formação de um novo ATP  🡪 antiporte

- Ocorre também o transporte do fosfato pela ação da enzima fosfato translocase, que pega um fosfato e um próton, levando para a matriz mitocondrial 🡪 simporte

[pic 3]

• Controle

- ATP / ADP > 1   🡪  Inibição

- NADH / NAD+ > 1 🡪  ativação

• Como o NADH produzido na glicólise pode ser oxidado na cadeia respiratória

• Lançadeira malato – aspartato

- Fígado, rim e coração

- Transfere os elétrons do NAD reduzido para uma outra molécula de NAD