lancadeiras_de_eletrons

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Cadeia Cadeia 
RespiratRespiratóória ou ria ou 
Cadeia Cadeia 
Transportadora de Transportadora de 
ElEléétronstrons
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Cadeia Respiratória ou
Cadeia Transportadora de Elétrons
Na membrana interna da mitocôndria 
processa-se a oxidação das coenzimas 
reduzidas (NADH e FADH2) pela cadeia de 
transporte de elétrons.
É constituída por uma série de complexos 
enzimáticos que estão localizados na 
membrana mitocondrial interna.
Os componentes 
da cadeia de 
transporte de 
elétrons agrupam-
se em quatro 
complexos 
designados 
por I, II, III e IV.
OBS: Todos os componentes da Cadeia mitocondrial de transporte de 
elétrons ocorrem numa seqüência específica.
Sem fazer parte dos complexos, aparecem ainda, dois componentes: A 
Coenzima Q (CoQ/Ubiquinona) e o citocromo C
FADH2
FAD 
Complexo I (Complexo NADH-desidrogenase)
É transmembrânico.
Seu sítio de ligação com o NADH está
voltado para a matriz mitocondrial.
A passagem de elétrons faz com que 
prótons sejam lançados da matriz para o 
espaço intermembranas.
Complexo II (Complexo Succinato-Desidrogenase)
Formado principalmente pela 
succinato-desidrogenase, única 
enzima do Ciclo de Krebs que está
embebida na MMI (membrana 
mitocondrial interna).
Seus sítios de oxi-redução também 
estão voltados para a matriz 
mitocondrial.
FADH2 FAD 
Complexo III (Complexo do Citocromo-redutase)
É transmembrânico.
Formado por dois tipos de citocromo* b, por um 
tipo de citocromo c, e proteínas conjugadas.
A passagem de elétrons faz com que prótons 
sejam lançados da matriz para o espaço 
intermembranas.
Citrocromos: São proteínas transportadoras de (e-) com estruturas 
semelhantes a do grupo heme da hemoglobina, com 
pequenas diferenças na cadeia lateral para os vários 
citocromos. O Ferro do Heme alterna entre os estados 
Fe II e Fe III.
Estrutura dos Grupamentos Hemo dos citocromos e da hemoglobina
Complexo IV (Complexo da Citocromo-oxidase)
É transmembrânico.
Contém grupos heme característicos 
de alguns citocromos do tipo a.
A passagem de elétrons faz com que 
prótons sejam lançados da matriz 
para o espaço intermembranas.
A Coenzima Q (CoQ/Ubiquinona), que conecta os 
complexos I e II ao complexo III;
Sem fazer parte dos complexos, 
aparecem ainda, dois componentes: 
O Citocromo C que conecta o complexo
III ao complexo IV.
FADH2 
FAD 
Coenzima Q (CoQ/Ubiquinona)
Funcionamento
Os elétrons são transferidos do NADH para o complexo I e depois para a 
Coenzima Q. Da Coenzima Q os (e-) passam para o Complexo III (citocromo
b) e deste para o citocromo c e, a seguir, ao complexo IV.
Os elétrons são transferidos do FADH2 para o complexo II e deste para a 
Coenzima Q; deste ponto em diante seguem o caminho comum: complexo 
II, citocromo c e complexo IV.
* Potenciais de oxi-red avaliam a tendência de perder ou receber (e-) . 
Os (e-) vão sendo transferidos do menor para o maior potencial de 
oxi-red.
Os complexos da CR obedecem uma seqobedecem uma seqüüência obrigatência obrigatóóriaria
de acordo com seus potenciais* de oxi-red.
Seqüência
Complexo I 
Complexo II
Coenzima Q
Complexo IV
Complexo III Citocromo c
NADH
FADH2
FADH2 FAD
InibiInibiçção da Cadeia de Transporte de Elão da Cadeia de Transporte de Eléétronstrons
Inibidores da CR se ligam a um dos componentes da 
cadeia e inibem a sua função
Impedem o transporte de elétrons
Impedem o consumo de Oxigênio
Impedindo a respiração celular
 Quando o transporte de (e-) é bloqueado, os transportadores precedentes 
ao ponto de bloqueio tornam-se mais reduzidos enquanto que os posteriores 
mais oxidados.
INIBIDOR COMPLEXO
Barbitúricos I
Rotenona I
Malonato II
Antimicina A III
Cianetos IV
Monóxido de Carbono IV
H2S IV
InibidoresInibidores
da CRda CR
Inibidores da CRInibidores da CR
Barbitúricos 
Rotenona
Malonato
X
FADH2 
FAD 
Antimicina A
Cianetos 
Monóxido de Carbono 
H2S
FosforilaFosforilaççãoão
OxidativaOxidativa
(FOX)(FOX)
MATRIZ
•Enzimas do CK
•Enzimas da oxidação dos 
AG
• Os (e-) que entram na cadeia respiratória são ricos 
em energia. Os (e-) perderão energia a medida que fluem 
ao longo da CR. Boa parte desta energia será conservada na 
forma de ATP durante o processo de FOX. 
FOXFOX
• A transferência de (e-) ao longo da CR é
energeticamente favorecida, pois o NADH é um forte 
doador de elétrons, e o oxigênio molecular é um ávido 
aceptor de elétrons. O fluxo de (e-) do NADH para o 
oxigênio, porém, não resulta diretamente na síntese de 
ATP.
A hipótese quimiosmótica explica como a energia 
livre gerada pelo transporte de (e-) através da CR é
utilizada para produzir ATP a partir de ADP+Pi.
FOXFOX
HIPHIPÓÓTESE TESE 
QUIMIOSMQUIMIOSMÓÓTICATICA
(tamb(tambéém conhecida como Hipm conhecida como Hipóótese de Mitchell)tese de Mitchell)
FOX FOX -- HIPHIPÓÓTESE QUIMIOSMTESE QUIMIOSMÓÓTICATICA
A bomba de prA bomba de próótonstons
O transporte de (e-) está acoplado a fosforilação do ADP pelo 
transporte de prótons (H+) através da membrana mitocondrial interna 
(MMI), prótons esses que são bombeados ma matriz para o espaço 
intermembranas. Esse processo cria, através da MMI, um gradiente elétrico
(com cargas mais positivas do lado externo da membrana do que no lado 
interno) e um gradiente de pH (o meio, no lado de fora da membrana, está
em um pH mais baixo do que no lado interno). A energia gerada por esse 
gradiente de prótons é suficiente para impulsionar a síntese de ATP.
Desse modo, o gradiente Desse modo, o gradiente 
de prde próótons funciona comotons funciona como
o intermedio intermediáário comumrio comum
que acopla a oxidaque acopla a oxidaççãoão
àà fosforilafosforilaççãoão..
FOX FOX -- HIPHIPÓÓTESE QUIMIOSMTESE QUIMIOSMÓÓTICATICA
A A ATPATP--sintasesintase ou Complexo Vou Complexo V
O complexo enzimcomplexo enzimáático tico ATPATP--sintasesintase (Complexo V)(Complexo V) sintetiza ATP, 
utilizando a energia do gradiente de prótons gerado pela CR. A hipótese 
quimiostática propõe que, após os prótons serem transferidos para o lado 
citosólico da MMI, eles retornam a matriz mitocondrial passando através de 
um canal no complexo ATP-sintase, resultando na síntese de ATP a a partir de 
ADP+Pi, ao mesmo tempo, dissipando os gradientes elétrico e de pH.
Espaço
intermembranas
Agentes que interferem com CR e FO
Inibição da transferência de elétrons (CR):
Cianeto e monóxido de carbono Inibe o complexo IV
Antimicina A Inibe o complexo III
Rotenona, Amital Inibe o complexo I
Inibição da ATP sintase
Oligomicina, venturicidina Inibe a F1
DCCD Bloqueia o fluxo de prótons
Desacoplamento
Carbonil, Dinitrofenol Transportadores hidrofóbicos de H+
Valinomicina Ionóforo de K+
Termogenina Forma poros
Inibidores da FOX
OLIGOMICINA
Essa droga liga-se ao pedúnculo da ATP-sintase, fechando o canal 
de H+ e impedindo om retorno dos prótons à matriz mitocondrial. 
Uma vez que os gradientes de pH e elétrico não podem ser 
dissipados na presença dessa droga, o transporte de (e-) cessa, 
devido à dificuldade de bombear mais prótons contra gradientes 
tão grandes. Demonstra-se, assim, mais uma vez, o forte 
acoplamento entre os processos de transportede (e-) e fosforilação -
a inibição da fosforilação inibe a oxidação.
Inibidores da FOX
PROTEÍNAS DESACOPLADORAS (UCPs – de uncoupling proteins)
UCPs são proteínas encontradas na MMI de mamíeferos, incluindo humanos. Essas 
proteínas criam um “vazamento de prótons”, ou seja, permitem aos prótons retornarem à
matriz mitocondrial sem que a energia seja capturada como ATP. A UCP1, também 
denominada TERMOGENINA, é responsável pela ativação da oxidação de ácidos graxos e 
produção de calor no adipócitos marrons dos mamíferos. A gordura marrom, ao contrário da 
gordura branca, mais abundante, gasta quase 90% da sua energia respiratória para a 
termogênese em resposta ao frio,
tanto no nascimento, quanto no despertar após hibernação, 
no caso dos animais hibernantes. Os humano, porém, 
apresentam pouca gosrdura marrom (exceto no recém-nascido) 
e a UCP1 não parece desempenhar um papel importante 
no balanço energético. Outras proteínas desacopladoras
(UCP2 e UCP3) foram descobertas no humanos, mas seu 
significado continua controverso.
Inibidores da FOX
DESACOPLADORES SINTÉTICOS
O transporte de (e-) e a fosforilação oxidativa podem ser desacoplados por 
meio de compostos que aumentam a permeabilidade da MMI a prótons. O 
exemplo clássico é o 2,4-dinitroferol, um transportador de prótons lipofílico, 
que difunde facilmente através da membrana mitocondrial. Esse desacoplador
faz com que o transporte de (e-) funcione em alta velocidade, sem estabelecer 
um gradiente de prótons, de forma semelhante ao que ocorre com as UCPs. A 
energia produzida pelo transporte de (e-) é liberada como calor, em vez de ser 
utilizada para sintetizar ATP. Em altas doses, a droga ASPIRINA ( assim 
como outros salicilatos) desacopla a fosforilação oxidativa. Isso explica a febre 
que acompanha superdoses tóxicas dessas drogas.
Resumo dos 
conceitos–chave 
para a fosforilação
oxidativa.
(Nota: o fluxo de 
elétrons e a síntese 
de ATP são 
representados como 
conjuntos de 
engrenagens 
interconectadas para 
enfatizar a idéia de 
acoplamento). 
Mapa de conceitos-
chave para o ciclo do 
ácido cítrico