2. Equação geral
ATP
(adenosina trifosfato)
Ocorre sob condições aeróbicas – degradação completa de moléculas orgânicas.
É realizada pela maioria das células eucarióticas e algumas bactérias.
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Energia
3. Glicose
Outros substratos que também geram energia
Piruvato
Aminoácidos
Acetil-CoA
Ácidos graxos
CO2
CO2 + NH3
Proteínas Lipídios
Carboidratos
O acetil-CoA, é um intermediário comum ao metabolismo de quase todos os
compostos biológicos.
4. A glicose e a respiração celular aeróbica
Quase todas as células são capazes de atender às suas demandas energéticas
apenas a partir de glicose.
A glicose é o único substrato utilizado pelas hemácias e pelo tecido nervoso.
Glicose
5. A respiração celular aeróbica pode ser dividida em três etapas
Glicólise
Ciclo de Krebs
Cadeia transportadora de
elétrons e fosforilação
oxidativa
6. Hexoquinase/ Glicoquinase
Fosfofrutoquinase (PFK) Etapa de
investimento
Etapa de
síntese de
ATP
Piruvato quinase
ADP
ADP
2NAD+
Glicose
ATP
Glicose 6-fosfato
Frutose 6-fosfato
Frutose 1,6-bifosfato
ATP
Dihidroxiacetona-fosfato + gliceraldeído 3-fosfato
2mol. Gliceraldeído 3-fosfato
1,3-bifosfoglicerato
3-fosfoglicerato
2ADP
2ATP
2NADH + H+
2-fosfoglicerato
fosfoenolpiruvato
PIRUVATO
2ADP
2ATP
Principais eventos: Glicólise
8. Panorama geral: Cadeia transportadora de elétrons e Fosforilação oxidativa
Ocorre na membrana mitocondrial interna (crista mitocondrial);
É dependente de O2;
Os NADHs e os FADH2s reduzidos no Ciclo de Krebs se reoxidam
gerando energia;
Ocorre a síntese de aproximadamente 30 moléculas de ATP.
9. A cadeia transportadora de elétrons e a fosforilação oxidativa
são eventos acoplados.
Entretanto, cada um deles pode ocorrer independentemente
e possuem componentes e produtos diferentes.
Cadeia transportadora de
elétrons Fosforilação oxidativa
H2O ATP
Complexos I, II, III e IV e
complexos móveis Complexo V
10. Complexos protéicos na membrana mitocondrial interna
Os complexos protéicos presentes na membrana mitocondrial interna podem ser:
Complexos protéicos integrais de membrana:
- Complexo I – NADH desidrogenase (NADH: CoQ oxidorredutase)
- Complexo II – succinato desidrogenase (succinato: CoQ oxidorredutase)
- Complexo III – citocromo bc1
- Complexo IV – citocromo oxidade
- Complexo V – ATP sintase
Complexos protéicos móveis: ubiquinona (coenzima Q) e o citocromo c
11. espaço intermembranas
matriz
mitocondrial
Complexo I Complexo II Complexo III ATP sintaseComplexo IV
Os componentes da cadeia transportadora de elétrons estão
organizados segundo seu potencial de oxirredução em uma seqüência definida.
12. A cadeia transportadora de elétrons é, em potencial,
um dos caminhos pelos quais os radicais livres são gerados.
O O2 é o aceptor final de íons H+ e elétrons
A redução do oxigênio resulta na síntese de água.
Na ausência dele, os transportadores ficam saturados e não
são mais capazes de aceitar novos elétrons, paralisando a
cadeia transportadora.
13. Fosforilação oxidativa
A ATP sintase é uma enzima que catalisa a síntese de ATP.
O bombeamento de prótons para o espaço intermembranas pelos complexos I,
III e IV, estabelece um gradiente de prótons através da membrana mitocondrial
interna.
Os prótons retornarão à matriz mitocondrial através da ATP sintase desfazendo
o gradiente eletroquímico.
A membrana mitocondrial interna impermeável aos prótons.
ATP sintase tridimensional
14. A ATP sintase usa a energia do gradiente de prótons para sintetizar ATP,
a partir de ADP e Pi.
Teoria Quimiosmótica e síntese de ATP
ESPAÇO INTERMEMBRANAS
MATRIZ MITOCONDRIAL
15. A cadeia transportadora de elétrons e a fosforilação
oxidativa são eventos acoplados, interdependentes.
Desacopladores
Desacopladores: atuam desfazendo o gradiente eletroquímico
Exemplos:
- 2,4-dinitrofenol (DNP)
- Carbonilcianeto-p-trifluorometoxifenilhidrazona (FCCP)
- Termogenina
A cadeia transportadora de
elétrons funciona sem que
haja síntese de ATP.(situações fisiológicas)
17. Glicólise – saldo de 2 ATPs e 2 NADHs.
No ciclo de Krebs – saldo de 2 ATPs (1 para cada volta no ciclo),
6 NADHs (3 para cada volta no ciclo) e 2 FADH2 (1 para cada volta no ciclo).
O NADH glicolítico pode entrar na mitocôndria por dois caminhos diferentes,
ou seja, existem dois transportadores capazes de carregar esta molécula do
citoplasma para a matriz mitocondrial.
Saldo energético
Etapa da respiração
celular
Fosforilação oxidativa
Glicólise 2NADH x 3= 6 ATP
Piruvato acetil-CoA 2NADH x 3= 6 ATP
Ciclo de Krebs 6NADH x 3= 18 ATP
2FADH2 x 2= 4 ATP
Total: 34 + 2 (glicólise) + 2 ciclo de
Krebs = 38 ATP ou 36 ATP
18. Atividade proposta: Estudo dirigido para discussão em grupo
Questão 1: Com base no que foi comentado na aula, explique como se dá o
acoplamento entre cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa.
Questão 2: Relacione a teoria quimiosmótica com o papel da termogenina na
manutenção da temperatura corporal em recém-nascidos e organismos
hibernadores.
Questão 3: Como você explicaria a existência de uma mesma via metabólica
presente desde os microrganismos até os seres mais complexos que conhecemos?
19. Próxima aula
Tema:
Visão geral do metabolismo de aminoácidos e lipídios e integração metabólica.
Obrigada e até breve!!!
