aaa Bento Gonçalves/RS 1

Transcrição

1 a FISIOLOGIA E NUTRIÇÃO DA VIDEIRA aaa Respiração Celular Prof. Leonardo Cury Bento Gonçalves/RS 1

2 Equação Geral (Respiração celular (Aeróbica)) ATP C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O G = kj -Compostos orgânicos reduzidos são metabolizados e oxidados de maneira controlada; -A energia livre é liberada e transitoriamente armazenada na forma de ATP -Para impedir danos por incineração o processo passa por 4 processos 2

3 Estrutura da Mitocôndria 3

4 Mitocôndria Citossol Com O 2 Sem O 2 4

5 5

6 Glicólise Um açúcar (Triose fosfato) é parcialmente oxidado catalisado por enzimas solúveis no citossol ou no plastídio; Rendimento de pequena quantidade de ATP e um Nucleotídeo Piridina Reduzido (NADH). 6

7 Glicólise 7

8 Glicólise Ocorre em nove etapas catalisado por enzimas específicas; É um processo anaeróbico que ocorre no citossol; ADP + Pi ATP NAD + + H + + 2e - NADH + H 8

9 Etapa I: Hexoquinase Glicólise Glicose Glicose 6 Fosfato ATP ADP + Pi Etapa II: Fosfoglicoisomerase Glicose 6 Fosfato Frutose 6 Fosfato Etapa III: Fosfofrutoquinase Frutose 6 Fosfato Frutose 1-6 Bifosfato ATP ADP + Pi 9

10 Glicólise Etapa IV (Ciclagem da Glicólise 1 molécula de 6C = 2 moléculas de 3C): Frutose 1-6 Bifosfato Gliceraldeido 3 Fosfato Diidróxiacetona-fosfato conversão Etapa V: Gliceraldeído 3-fosfato Desidrogenase Gliceraldeído 3-fosfato 1-3 Bifosfoglicerato NAD + 2 NADH + 2H Redutor do NAD + proveniente da respiração aeróbica 10

11 Etapa VI: Glicólise Glicerato 3-fosfato Quinase 1-3 Bifosfoglicerato 3 Fosfoglicerato Etapa VII: ADP 2 ATP (Fosforilação) Fosfogliceromutase 3 Fosfoglicerato 2 Fosfoglicerato 11

12 Etapa VII: Glicólise Enolase 2 Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato Etapa IX: H 2 O Piruvato Quinase Fosfoenolpiruvato 2 Piruvato ADP 2 ATP (Fosforilação) Glicose + 2NAD + + 2ADP + Pi 2 Piruvatos + 2NADH + 2H + + 2ATP + 2H 2 O 12

13 Via Aeróbica: Reações de Oxiredução Internas Piruvato depende de O 2 para seguir esta rota; Em presença de oxigênio o Piruvato é completamente oxidado a CO 2 e a Glicólise torna-se a fase inicial da respiração; Posteriormente ocorre o ciclo de Krebs (Ciclo do Ácido Cítrico); Etapa preliminar a oxidação do piruvato (Via aeróbica): 2 CO 2 CoA = O CH3 C - CoA Piruvato NAD + 2 NADH + H + Acetil CoA 13

14 Ciclo de Krebs 14

15 Ciclo de Krebs Começa com o Acetil CoA (Substrato relal); Acetil CoA combina-se com o axalacetato para reduzir o citrato (6C) e a CoA é liberada ao ligar-se novamente a um grupo acetil; Cada ciclo ou volta utiliza-se um acetil CoA e regenara uma molécula de oxalacetato; Parte da energia liberada na oxidação dos átomos de carbono é utilizada para converter ADP em ATP (uma por ciclo); Uma molécula de FADH 2 é formada a partir do FAD a cada volta do ciclo; O oxigênio não está diretamente envolvido no ciclo; Os elétrons e os prótons removidos durante a oxidação do carbono são aproveitados pelo NAD + e pelo FAD. 15

16 Ciclo de Krebs Oxalacetato + Acetil CoA + ADP + Pi + 3NAD + + FAD Oxalacetato + 2CO 2 + CoA + ATP + 3NADH + 3H + + FADH 2 16

17 Cadeia Transportadora de Elétrons 17

18 Cadeia Transportadora de Elétrons Molécula de Glicose completamente oxidada; A maior parte da energia permanece nos elétrons removidos dos átomos de carbono a medida que forem sendo oxidados; Os elétrons são transferidos para os carreadores NAD + e FAD em um alto nível energético; Durante a cadeia de transporte de elétrons são transportados para níveis mais baixos de energia até alcançar a molécula de oxigênio; A energia liberada é utilizada para formar ATP a partir de ADP (Fosforilação oxidativa); 18

19 Cadeia Transportadora de Elétrons Os carreadores de elétrons na cadeia transportadora de elétrons da mitocôndria diferem do NAD+ e FAD quanto as estruturas químicas; Alguns são conhecidos como citocromos (molécula de proteína ligada a um anel de porfirina contendo ferro); Cada citocromo difere em sua estrutura protéica e quandto ao nível energético no qual ligam-se os elétrons; Em sua forma reduzida os citocromos carregam somente elétrons; As proteínas de ferro-enxofre são outro componente importante na cadeia transportadora de elétrons; O ferro não é ligado a um anel de porfirina mas sim a sulfetos ou átomos de enxofre; 19

20 Cadeia Transportadora de Elétrons Resíduos de cisteína, como os citocromos, carregam elétrons não acompanhados de prótons As moléculas de quinona são elementos abundantes na cadeia de transporte de elétrons; Diferente dos citocromos e das proteínas ferro-enxofre as quinonas carregam um elétrons e um próton; Estes prótons podem ser lançados através da membrana mitocondrial (espaço intermembranas); Toda vez que uma molécula de quinona aceita um elétron de um citocromo captura um próton (H + ) do meio circulante; 20

21 Cadeia Transportadora de Elétrons Ao doar o elétron ao próximo carreador (citocromo) o próton é liberado ao meio (gradiente eletroquímico entre membranas); No topo da cadeia transportadora de elétrons estão os elétrons carreados pelo NADH e FADH 2 ; Para uma molécula de Glicose oxidada no ciclo de Krebs produz duas moléculas de FADH 2 e seis moléculas de NADH; Além disso a oxidação do piruvato a Acetil CoA produz duas moléculas de NADH; Na Glicólise são produzidas duas moléculas adicionais de NADH; 21

22 Cadeia Transportadora de Elétrons Os elétrons de todos os NADH são transferidos ao receptor de elétrons Flavina mononucleotídeo (FMN) que é o primeiro componente na cadeia de transporte de elétrons. Os elétrons do FADH2 são transferidos a um aceptor de elétrons posterior na cadeia (CoQ); A medida que os elétrons fluem ao longo da cadeia transportadora de um nível energético mais alto a um mais baixo a energia é liberada e utilizada para gerar o gradiente de prótons; Este gradiente conduz a produção de ATP a partir de ADP + Pi a favor do gradiente de potencial eletroquímico através do complexo ATPsintetase; Ao final da cadeia os elétrons são aceitos pelo oxigênio combinam-se aos prótons (H + ) formando H 2 O. 22

23 Cadeia Transportadora de Elétrons 23

24 Rendimento Energético da Respiração Aeróbica 24

25 OBRIGADO PELA ATENÇÃO? 25