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Passo 9 da glicólise
Passo 6 da glicólise
Compostos que libertam mais
energia na hidrólise, têm
menor afinidade pelos seus
grupos
fosfato,
portanto
transferem-nos
mais
facilmente
para
moléculas
aceitadoras (ADP).
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No citoplasma das células eucariotas
+ 2
NAD+
+ 2 ADP + 2 Pi
+ 2 ATP + 2 NADH + 2 H++ 2 H2O
O ATP é formado a partir da fosforilação (em 2 níveis) de substratosFosforilação Oxidativa
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1 Glucose dá origem a 36 moléculas de ATP
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Todas as enzimas do ciclo TCA são solúveis na
matriz,
com
excepção
da
desidrogenase
do
succinato, que se encontra ligada à membrana
interna da mitocôndria.
Participa também na cadeia transportadora de electrões
Desidrogenase do Piruvato
Um complexo mulienzimático incluído na matriz da mitocôndria
- converte piruvato em acetil-CoA e CO2
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A membrana interna e a matriz são os locais onde ocorrem:
-1. Oxidação do piruvato e ácidos gordos e formação de CO2, acoplada à
redução das coenzimas NAD+ e FAD+ a NADH e FADH2.
-2. Transferência de electrões de NADH e FADH2 para o O2. Estas
reacções ocorrem na membrana interna e estão associadas à produção de um
gradiente de protões entre as faces da membrana- ”força protão-motora”
-3. Isolamento da energia armazenada no gradiente electroquimico (protão)
para a síntese de ATP pelo complexo F0F1 , na membrana interna.
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Todas as macro-moléculas
capazes
de
fornecer
energia
à
célula,
(polissacáridos, gorduras e
proteínas), são convertidos
em metabolitos do ciclo do
TCA e transportados pela
membrana
mitocôndrial
interna
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No ciclo de Krebs – A acetil
CoA
condensa-se
com
o
oxalacetato e dá origem ao
citrato.
O
citrato
novamente
em
converte-se
oxalacetato
dando origem a 3 NADHs e
1FADH2.
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A membrana externa é
permeável a todos os
metabolitos.
Transportadores (proteínas) específicos localizados na membrana
interna importam piruvato, ADP e Pi, para a matriz e exportam
ATP.
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Outros transportadores
presentes
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O O2 difunde-se na matriz e o CO2 difunde-se para o exterior
A mitocôndria também está envolvida no metabolismo dos ácidos
gordos
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• O NADH produzido no citosol
(glicólise)
não
é
transportado
directamente para a matriz, pois a
membrana interna é impermeável
ao NAD+ e NADH.
• Existe
um
sistema
transportador de electrões do
NADH citosólico.
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Sistema transportador de electrões – Shuttle glicerol-fosfato
Dihidroxiacetona-fosfato
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• A oxidação do piruvato no ciclo TCA, dá origem a
NADH e FADH2.
• Os
electrões
destas
coenzimas
reduzidas
são
transferidos via complexos transportadores de electrões
para o O2.
• Paralelamente ocorre o transporte de iões H+ da
matriz para o espaço intermembranar, gerando a força
protão-motriz.
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Flavoproteínas
NADH desidrogenase
Grupo heme
Citocromo c
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Ubiquinona
Coenzima Q
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TCA
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Karp
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À medida que os e-s são transferido para cada um dos
complexos,
ocorre
um
arranjo
conformacional
nestes
complexos, que permite a passagem de protões da matriz
para o espaço intermembranar.
A membrana interna é impermeável a H+, mas como existem canais
– porinas- na membrana externa os H+, podem passar para o
citoplasma
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• movimento dos protões para fora da matriz tem como consequência:
- O potencial da membrana interna da mitocôndria é de 160 mV e é
negativo no lado da matriz
- O pH no citoplasma e espaço intermembranar pH=7, é 1 unidade inferior
ao da matriz pH=8 (portanto mais alcalino, com menos H+).
Ou seja o transporte dos electrões ao longo da cadeia
transportadora, promove a saída de protões da matriz e
cria gradiente de pH
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Um motor molecular
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ATP sintase
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ATP sintase
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Consultar para ver animações dos modelos moleculares
ww.cnr.berkeley.edu/~hongwang/Project/ATP_synthase/
http://www.life.uiuc.edu/crofts/bioph354/lect10.html
http://www.csun.edu/~hcchm001/wwwatp2.htm
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Teoria quimiosmótica de acoplamento
A.
A
saída
de
protões
para
o
espaço
intermembranar cria a energia (“força protão
motora” (1) ) necessária para a produção do
ATP
pelas
ATP
sintases
localizadas
na
membrana interna da mitocôndria.
B.
Esta
força
protão
motora,
promove
o
movimento de protões de acordo com o seu
gradiente electroquímico, pela ATP sintase, e
- + +
é este movimento que irá contribuir de facto
com a energia necessária não para a síntese
de ATP mas para a “libertação” da molécula de
ATP do local activo
(1) Combinação de um gradiente de concentração de protões, pH, (face exo- > face endo-) e um potencial eléctrico
(face endo- negativa) que é gerado na membrana interna da mitocôndria.
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Acoplamento de outros transportes
O transporte de ADP e Pi para a mitocôndria e a saída de ATP
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A glicólise e o Ciclo TCA, são controlados de acordo com
as necessidades celulares em ATP
É
controlado
por
inibição
e
estimulação
das
enzimas
envolvidas
Esta regulação complexa culmina no armazenamento da
glucose como glicogénio ou como gordura, (quando o ATP é
abundante).
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