19/08/2014
Obtenção de Energia
Ciclo de Krebs,
Cadeia de Transporte de Elétrons e
Fosforilação Oxidativa
• Para que um organismo possa realizar suas
funções básicas:
– Obtenção de nutrientes.
– Crescimento.
– Multiplicação.
Prof. Dr. Bruno Lazzari de Lima
Obtenção de Energia
– Movimentação.
Obtenção de Energia
• A maior parte da energia utilizada está contida
em moléculas e adenosina trifosfato (ATP).
• Assim o estudo dos mecanismos de obtenção
de energia consiste na análise dos processos
pelos quais as células sintetizam ATP.
• Tais processos dependem do habitat da
espécie.
Obtenção de energia por oxidação
• Oxidação de Carboidratos.
– Glicose.
– Principal via da maioria dos organismos (unicelulares
e pluricelulares).
• Oxidação de Aminoácidos.
• Oxidação de Lipídios.
• Oxidação de hidrocarbonetos.
Oxidação de Carboidratos
• Oxidação Aeróbia.
– Respiração Aeróbia.
• Pode ser dividida em três etapas.
– Conversão da glicose à piruvato.
– Conversão de piruvato à acetil-CoA.
– Oxidação de acetil-CoA pelo ciclo de Krebs (ciclo
do ácido cítrico).
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Ciclo de Krebs
Ciclo de Krebs
• Via que promove a oxidação completa dos
átomos de carbono presentes na acetil-CoA.
• O resultado final é a formação de CO2 a partir
dos átomos de carbono presentes na glicose.
• Produção de um grande número de
compostos utilizados como precursores para
biossíntese.
Acetil-CoA + GDP + Pi + 3 NAD+ + FAD = 2 CO2 + GTP + 3
NADH + FADH2 + Coenzima A + 2 H+
Ciclo de Krebs
• A energia obtida a partir da oxidação do
Acetil-CoA é conservada na forma de
coenzimas reduzidas.
– NADH e FADH2.
Ciclo de Krebs
• É realizado por um complexo
localizado na matriz mitocondrial.
multienzimático
– 8 reações.
• Os compostos
adequadas.
devem
estar
em
concentrações
• Primeira reação:
– Serão utilizados posteriormente como doadores
de elétrons na cadeia respiratória.
Ciclo de Krebs
– Condensação do oxalacetato (OAA) com acetil-CoA.
– Formação de Ácido Cítrico.
– OAA – principal composto limitante.
Regulação do Ciclo de Krebs
• Todos os compostos intermediários podem ser usados
em outros processos metabólicos.
• 4 reações resultam na redução de coenzimas.
• A cada volta:
–
–
–
–
–
2 CO2.
H2O.
3 NADH + H.
FADH2.
GTP
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Regulação do Ciclo de Krebs
• Complexo piruvato desidrogenase.
– Produção de acetil-CoA.
– É inibida pelos próprios produtos (controle
alostérico).
• Acetil-CoA.
• NADH.
• ATP
– Estimulação
• AMP.
• NAD+.
Regulação do Ciclo de Krebs
• Enzima citrato sintetase:
– Inibida pelos produtos.
• Citrato.
• NADH
• Succinil-CoA
– Estimulada pelos Oxalacetato.
• Isocitrato desidrogenase
desidrogenase.
e
α-cetoglutarato
– Inibida pelo ATP.
– Estimulada pelo ADP.
• Concentração dos metabólicos intermediários.
Caráter Anfibólico
Caráter Anfibólico
• Atua no catabolismo, oxidando o acetil-CoA.
– Comum na oxidação:
• Glicídeos.
• Aminoácidos.
• Ácidos graxos.
• Pode atuar em processos anabólicos.
– Precursores de aminoácidos.
– Síntese de ácidos graxos.
– Oxaloacetato – Precursor de glicose (gliconeogênese).
Balanço energético
• Para cada NADH é possível obter 3 ATPs.
• Para cada FADH2 são obtidos 2 ATPs.
– 3 NADH x 3 ATP = 9 ATPs.
– 1FADH2 x 2 ATP = 2 ATPs.
– 1GTP = 1 ATP
– Total = 12 ATPs.
Cadeia Respiratória
• Consiste na utilização
coenzimas reduzidas
prótons e utilizar
promover a síntese
oxidativa).
da energia contida nas
em um gradiente de
este gradiente para
de ATP (fosforilação
– Vias catabólicas de glicídios, ácidos graxos e
aminoácidos.
– ATP sintetase.
• 2 acetil CoA = 24 ATPs.
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ATP
Cadeia Respiratória
• A energia utilizada para a geração do
gradiente de prótons, provem do transporte
de elétrons entre moléculas receptoras e
doadoras.
– Reações de Oxido-Redução.
• O processo envolve a redução do O2 em H2O.
• Enzimas localizadas na membrana interna da
mitocôndria.
Cadeia Respiratória
NADH – Concentra elétrons de muitos
substratos.
Complexo I = Flavinamononucleotídeo
(FMN).
Coenzima Q.
Cadeia Respiratória
Complexo III = Transfere elétrons da
coenzima Q para o citocromo c.
Cadeia Respiratória
Complexo II = Succinato desidrogenase.
Parte integrante do ciclo de Krebs.
Cadeia Respiratória
Complexo IV = Transfere elétrons para o
oxigênio.
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Cadeia Respiratória
Desacopladores e Inibidores da Cadeia
Respiratória
• São substâncias tóxicas.
• DESACOPLADORES
– Permitem o transporte de elétrons, porém, desacoplam a transmissão
de energia para a fosforilação oxidativa.
– Estimulam a atividade da cadeia respiratória.
• Aumentam o consumo de oxigênio.
– Substâncias lipossolúveis.
Fosforilação Oxidativa
•
•
•
•
2,4-dinitrofenol.
CCCP (carbonilcianetom-clorofenil-hidrazona.
Termogenina.
Ácido Pícrico.
– Substâncias inonôforas.
Desacopladores e Inibidores da Cadeia
Respiratória
• Inibidores.
– Impedem a fosforilação oxidativa e detêm a cadeia
respiratória.
– Alteração dos compostos intermediários.
– Não existe consumo de oxigênio.
– Exemplos.
•
•
•
•
Cianeto.
Monóxido de Carbono.
Rotenona.
Oligomicina.
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