Obtenção de Energia. Obtenção de Energia. Obtenção de Energia. Oxidação de Carboidratos. Obtenção de energia por oxidação 19/08/2014

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1 , Cadeia de Transporte de Elétrons e Fosforilação Oxidativa Prof. Dr. Bruno Lazzari de Lima Para que um organismo possa realizar suas funções básicas: Obtenção de nutrientes. Crescimento. Multiplicação. Movimentação. 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). 1

2 Via que promove a oxidação completa dos átomos de carbono presentes na acetil-coa. O resultado final é a formação de CO 2 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 CO 2 + GTP + 3 NADH + FADH 2 + Coenzima A + 2 H + A energia obtida a partir da oxidação do Acetil-CoA é conservada na forma de coenzimas reduzidas. NADH e FADH 2. Serão utilizados posteriormente como doadores de elétrons na cadeia respiratória. É realizado por um complexo multienzimático localizado na matriz mitocondrial. 8 reações. Os compostos devem estar em concentrações adequadas. Primeira reação: Condensação do oxalacetato (OAA) com acetil-coa. Formação de Ácido Cítrico. OAA principal composto limitante. Regulação do Todos os compostos intermediários podem ser usados em outros processos metabólicos. 4 reações resultam na redução de coenzimas. A cada volta: 2 CO 2. H 2 O. 3 NADH + H. FADH 2. GTP 2

3 Regulação do Regulação do Complexo piruvato desidrogenase. Produção de acetil-coa. É inibida pelos próprios produtos (controle alostérico). Acetil-CoA. NADH. ATP Estimulação AMP. NAD+. 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 FADH 2 são obtidos 2 ATPs. 3 NADH x 3 ATP = 9 ATPs. 1FADH 2 x 2 ATP = 2 ATPs. 1GTP = 1 ATP Total = 12 ATPs. 2 acetil CoA = 24 ATPs. Consiste na utilização da energia contida nas coenzimas reduzidas em um gradiente de prótons e utilizar este gradiente para promover a síntese de ATP (fosforilação oxidativa). Vias catabólicas de glicídios, ácidos graxos e aminoácidos. ATP sintetase. 3

4 ATP 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 O 2 em H 2 O. Enzimas localizadas na membrana interna da mitocôndria. NADH Concentra elétrons de muitos substratos. Complexo I = Flavinamononucleotídeo (FMN). Coenzima Q. Complexo II = Succinato desidrogenase. Parte integrante do ciclo de Krebs. Complexo III = Transfere elétrons da coenzima Q para o citocromo c. Complexo IV = Transfere elétrons para o oxigênio. 4

5 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. Fosforilação Oxidativa Substâncias lipossolúveis. 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. 5