7. OXIDAÇÕES BIOLÓGICAS

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1 7. OXIDAÇÕES BIOLÓGICAS

2 2 O que é a oxidação? É o processo pelo qual a matéria viva transforma em diferentes formas de energia atual a energia químico-potencial contida nas estruturas moleculares dos alimentos.

3 3 No processo de oxidação biológica, substratos como carboidratos são oxidados para formar água e CO2. Pode ser vista como um processo reverso da fotossíntese. Isto ocorre somente depois que o oxigênio da atmosfera tenha sido acumulado pela fotossíntese. Ambas, oxidação biológica e fotossíntese, servem para gerar energia na forma de ATP.

4 4 ÍONS e ELÉTRONS... Durante algumas reações de oxidação biológica, há uma transferência simultânea de íons de hidrogênio com elétrons. Em outros casos, os íons de hidrogênio podem ser perdidos pela substância oxidada durante a transferência de seus elétrons apenas à substância a ser reduzido. Um terceiro tipo de oxidação biológica pode envolver apenas uma transferência de elétrons.

5 5 Oxirredução As transformações químicas podem ser divididas em dois grandes grupos: reações nas quais os elementos participantes não têm alterados seus números de oxidação; são reações sem oxirredução. reações nas quais um ou mais elementos têm alterados seus números de oxidação; são reações com oxirredução.

6 - Noções de oxirredução - Utilização da energia resultante das reações de oxidação nas células

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17 17 Cadeia respiratória Cadeia respiratória é a etapa da respiração celular que ocorre no interior das mitocôndrias, precisamente em sua membrana interna pregueada. Cadeia respiratória é a etapa da respiração celular que ocorre no interior das mitocôndrias, precisamente em sua membrana interna pregueada.

18 Na mitocôndria ocorre a combustão enzimática: Substância + O 2 CO 2 + H 2 O + energia ATP: armazena energia entre as ligações de fosfato da adenosina trifosfato.

19 A cadeia respiratória fornece energia necessária para a transformação de AMP em ADP e este em ATP. Dieta nutrientes H 2 doa elétrons O 2 respiração recebe elétrons

20 Esta energia não pode ser liberada de uma só vez, pois isto destruiria a mitocôndria e ate mesmo a célula, pois produz grande quantidade de calor. Esta energia é usada para a formação de ATP, onde a energia é liberada gradativamente.

21 Substâncias com valores intermediários entre o H 2 e o O 2. o NAD (nicotinamida adenina dinucleotídeo) forma oxidada, forma reduzida NADH 2 o FAD (flavina adenina dinucleotídeo) forma oxidada, forma reduzida FADH 2 o FMN (flavina mononucleotídeo) forma oxidada, forma reduzida FMNH 2 o COQ (coenzima Q) forma oxidada, forma reduzida COQH 2 o Citocromos A, B, C apenas incorpora os elétrons do H.

22 Cadeia respiratória acionadas a nível NAD produz três ATPs. Cadeia respiratória acionadas a nível FAD produz dois ATPs. Fosforilação oxidativa = cadeia respiratória. Para cada cadeia respiratória tem-se ½ O 2 consumidos.

23 Desidrogenases: retiram de H 2 diferentes substratos, transferindo para os NAD, reduzindo-os para NADH, mesmo processo ocorre de FAD para FADH 2 e assim por diante. ATP sintetase: catalisam o processo de ADT + P, originando assim o ATP. Quanto maior a quantidade de ATP formado menor a velocidade com que ocorre a cadeia respiratória. Quanto menor a quantidade de ATP formado maior a velocidade com que ocorre a cadeia respiratória.

24 24 Transporte de elétrons A cadeia transportadora de elétrons serve para sintetizar os ATPs por meio dos NADh, FADh e oxigênio. Transportando elétrons na membrana intermediária, e depositando 10hidrogênios na membrana interna, e formando 2 moléculas de água na matriz, gerando uma eletrostática gradual que tem energia potencial para sintetizar os ATPs

25 25 A fosforilação oxidativa É a terceira e última fase da respiração celular, e é o processo de síntese de ATP (adenosina trifosfato) a partir da oxidação de nutrientes, principalmente a glicose. Onde ocorre a fosforilação oxidativa? Ocorre nas mitocôndrias da célula, mais precisamente, nas cristas da membrana mitocondrial. Nessa membrana existem várias estruturas conhecidas como cadeia transportadora de elétrons. Tais cadeias são constituídas de quatro complexos adjacentes presos na membrana interior da mitocôndria e são responsáveis por remover a energia dos elétrons que se movem em pares num gradiente energético.

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27 Componentes da cadeia respiratória.

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30 7.6 Energética do transporte de elétrons

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37 37 Inibidores e desacopladores Inibidores: existem drogas capazes de atuar especificamente em cada complexo, levando ao interrupmento da cadeia de transporte de elétrons, e com isso não se forma gradiente de prótons, interrompendo a síntese de ATP também. Estas são drogas letais. substâncias que paralisam o fluxo de elétrons na cadeia respiratória, são irreversíveis podendo levar a mitocôndria à morte. Ex: CO, cianureto.

38 38 Aceptores: substâncias que desviam o fluxo de elétrons na cadeia respiratória, mas não paralisam a cadeia respiratória, diminuindo a velocidade. Ex: azul de metileno.

39 39 Desacopladores: Existem substâncias lipofílicas, que são capazes de atravessar a membrana impermeável interna da mitocôndria. Algumas dessas substâncias são levemente básicas, ou ácidos muito fracos, capazes de se protonarem no ph do meio intramembranar, e levam estes prótons até a matriz. Dessa forma, eles impedem a formação gradiente de prótons, e a energia que seria usada para a síntese de ATP é dissipada na forma de calor. Este mecanismo torna a oxigenação do O2 mais favorável, e a mitocôndria passa a consumir muito mais oxigênio que o normal. Substâncias que vão bloquear ou inibir a síntese de ATP, sem paralisar o fluxo de elétrons. Ex:tiroxina(T4).

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