AULA 6 Respiração Mitocondrial nos vegetais

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUC CENTR DE CIÊNCIAS BILÓGICAS DEPARTAMENT DE BTÂNICA DISCIPLINA DE FITFISILGIA AULA 6 Respiração Mitocondrial nos vegetais A estrutura e hidrólise do A energia é liberada das moléculas de quando uma ligação terminal de fosfato é desfeita P P P adenosina trifosfato () H xidação de moléculas orgânicas na respiração celular nos vegetais plastídeo P i + P P Energia Marcelo Francisco Pompelli fosfato inorgânico Adenosina difosfato () Respiração celular: visão geral Energia celular Inicia-se no ecossistema a partir da luz, processo dirigido pela fotossíntese e liberado na forma de calor na respiração Passos da respiração celular Sacarose (nos vegetais) Luz do sol ECSSISTEMA Fotossíntese nos cloroplastos C + H Respiração celular nas mitocôndrias moléculas orgânicas + C 6 H C + 6H + Energia (880 KJ.mol - ) (Citosol) Etapas Ciclo de Krebs (Mitocôndria) Energia para a maioria dos processos metabólicos Cadeia transportadora de elétrons (Cristas mitocondriais) Liberação de calor

2 Passos da respiração celular quebra glicose (em plantas sacarose) e produz moléculas de piruvato Ciclo do Ácido Cítrico (Ciclo de Krebs) completa a oxidação das moléculas orgânicas Fosforilação oxidativa Cadeia Transportadora de Elétrons Mitocondrial generadora, calor e água (sub-produto) vegetal, primeira etapa Citosol Invertase Sacarose H Frutose UDP Hexocinase Fosfoglicomutase -6-P Frutose-6-P Fosfofrutocinase Gliceraldeído--P PP i P i Frutose-,6-bisfosfato Aldolase Triose fosfato isomerase Sintase da sacarose (Susi) PP i UTP Diidroxiacetona-P -UDP UDP- Pirofosforilase --P Fosfoglicomutase -6-P A pode produzir na presença ou ausência de oxigênio, em condições aeróbicas ou anaeróbicas acopladada com a fermentação produz A Fermentação consiste de: glicólise mais as reações que regeneram o, o qual é reutilizado na glicólise animal, primeira etapa 5 Hexocinase Fosfohexose isomerase Fosfofrutocinase Aldolase Triose fosfato isomerase segunda etapa Fermentação Na fermentação alcoólica o piruvato é convertido em etanol por passos, um dos quais libera C Durante a fermentação láctica o piruvato é reduzido diretamente a para formar lactato como subproduto 5

3 Tipos de Fermentação Ciclo do ácido cítrico Ciclo do ácido cítrico Fermentação alcoólica + P Piruvato C H H H H Etanol Acetaldeído (a) Fermentação alcoólica + P Fermentação láctica H H Lactato (b) Fermentação Láctica Antes do ciclo do ácido cítrico iniciar o piruvato é, primeiramente, convertido em acetil-, o qual faz um link entre a glicólise e o ciclo do ácido cítrico C C Piruvato CITSL proteína de membrana + C Coenzima A MITCÔNDRIA S C Acetil Piruvato C Fumarase Malato H Fumarato succinato malato Succinato FADH FAD + Sintetase succinil- piruvato H xalacetato Ciclo do Ácido Cítrico C Succinil- Acetil- Citrato sintase C Citrato Isocitrato Aconitase isocitrato C -xoglutarato - oxoglutarato Respiração x Fermentação Piruvato é a molécula chave do catabolismo CITSL Na ausência de, fermentação Etanol ou Lactato Piruvato Na presença do, respiração celular Acetil MITCÔNDRIA Ciclo do Ácido Cítrico Ciclo do ácido cítrico ciclo do ácido cítrico completa a oxidação das moléculas orgânicas para geração de energia ciclo do ácido cítrico acontece na matriz da mitocôndria, diferentemente da glicólise que ocorria no citosol Fosforilação oxidativa Quimiosmose e cadeia transportadora de elétrons espaço intermembrana membrana mitocondrial matriz mitocondrial Fosforilação oxidativa, transporte de elétrons e quimiosmose proteínas carregadoras de elétrons H+ Q Cyt c IV membrana mitocondrial I III II sintase FADH H FAD + H+ + / + P i carrega os elétrons advindos da glicólise e Krebs Cadeia transportadora de elétrons Quimiosmose transporte de elétrons e o bombeamento de prótons ( ), A síntese de se dá pelo fluxo de cria um gradiente de entre os lados da membrana de através da membrana Fosforilação oxidativa

4 Cadeia Transportadora de Eelétrons Inibidores da Fosforilação xidativa em Plantas I II III IV V Particuladidades da CTE em plantas H+ Ψ + Cit c I UQ III IV II ½ H Succ Fum Matriz mitocondrial sintetase - Rotenona Malonato C CH C Antimicina A Mixotiazol Cianeto Azida C ligomicina B Matriz xidase alternativa s insensíveis a rotenona Resumo da Respiração Mitocondrial Há três principais processos carregadores de elétrons na MITCÔNDRIA CITSL membrana ou FADH 6 FADH Ciclo do Fosforilação oxidativa, Acetil Ácido transporte de elétrons Piruvato cítrico e quimiosmose ou por fosforilação ao por fosforilação ao pela fosforilação oxidativa, dependendo nível de substrato nível de substrato de como o entra na mitocôndria carregando os elétrons Rendimento máximo por glicose 6 ou 8 Rendimento energético da Respiração Via metabólica Ciclo de Krebs Fosforilação oxidativa Substratos Produtos Sacarose + P i c Piruvatos + P i 6 m FAD c 6 m FADH Piruvatos c C 6 m FADH CTE em plantas Cit c I UQ III IV desid II AX (P)H desid Matriz mitocondrial (P)H (P)H desid Succ (P) Fum ½ energia H Sem o bombeamento de prótons inibida por ácidos graxos ½ H UCP energia H+ Ψ sintetase H Dissipa o + Ψ sem a geração de Inibida por nucleotideos de purina + -

5 (P)H insensíveis a Rotenona citosol? Espaço intermembrana Resumo da Respiração Mitocondrial Aproximadamente 0% da energia da molécula da glicose Papel Ecológico da UCP Anthurium andraeanum Complexo Complexo I I Membrana é transferida ao durante a respiração celular, produzindo aproximadamente 8 s Matriz que acontece se o não passar pelo Complexo I e sim pelas outras (P)H da membrana? E os outros 60% da energia, onde ficam Sauromatum guttatum Reduz o transporte de para o espaço intermembrana Zantedeschia aethiopica Proteína Desacopladora de Mitocôndria UCP Papel Biológico da UCP e da AX Por diminuir o Ψ a UCP e a AX atuam: Termogênese e volatilização de compostos de atração na produção de intermediários metabólicos quando a [] é alta Espádice superior UCP + Membrana na regeneração de quando a CTE estiver saturada produção de calor (indispensável para a volatilização de compostos atrativos) Bráctea Flores masculinas Matriz mitocondrial respiração de frutos climatéricos mecanismo antioxidativo (evitar a produção de de radicais livres) câmara floral Espádice inferior Flores femininas 5

6 Produção de por substrato oxidado Substrato Produção de Teórica Experimental Malato Succinato ext,5,5,5, -,7,6 -,8,6 -,8 FADH,5,6 -,8 Material adicional para ser acessado na web Respiração celular: visão geral a&title=biologia+-+respira%c%a7%c%ao+celular a&title=biologia%a+respira%c%a7%c%ao+celular+- +Glic%C%Blise+0+%8Prof.+Toid%9 ata&title=respira%c%a7%c%ao+celular+-+parte++-+glic%c%blise Ciclo de krebs (em inglês) Ciclo de krebs (em português) Cadeia respiratória &title=cadeia+respirato%cc%8ria Cadeia respiratória e fosforilação oxidativa a&title=respira%c%a7%c%ao+celular+-+parte++- +Cadeia+de+transporte+de+el%C%A9trons+e+fosforila%C%A7%C%Ao+oxidativa 6

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