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 Complexo I (NADH-Ubiquinona oxirredutase)
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A Direção do Fluxo de Elétrons

Caminho percorrido pelos elétrons transportados pelo NADH + H+
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Fo: contém o sítio de ativação
para oligomicina (inibidor da ATP
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L – frouxo (loose) – ADP + Pi
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Produção de ATP
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Objetivos
 Compreender o processo de oxidação da

glicose para produção de energia na
forma de ATP.
 Conhecer o ciclo de...
QUIZ
1) As afirmativas abaixo descrevem a
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2) A equação simplificada a seguir
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realizado por microorganismos como o
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3. Em que parte da célula o ciclo de Krebs
acontece? Isso difere da parte da célula onde a
glicólise acontece?
4. Que acep...
5. Nas células, a glicose é quebrada e a maior parte da
energia obtida é armazenada principalmente no ATP
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6. Sobre o ciclo de Krebs julgue as afirmativas em
verdadeiras ou falsas:
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7. O esquema abaixo mostra as etapas da degradação da glicose no
interior das células para obtenção de energia. Os fenômen...
8. No esquema a seguir, os algarismos I e II referem-se a dois
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Vídeo Mitocôndria em 2 atos
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  1. 1. CK Fernanda - DBQ    Compreender o processo de oxidação da glicose para produção de energia na forma de ATP. Conhecer o ciclo de Krebs e compreender sua importância para a respiração celular. Analisar a Cadeia Respiratória e a Fosforilação oxidativa e entender como a energia armazenada nos transportadores de elétrons é convertida em ATP.
  2. 2. COMO AS CÉLULAS OBTÉM ENERGIA? O combustível mais comum para as células é a glicose (C6H12O6). As células obtém energia quando oxidam (queimam) a glicose. A respiração celular é dividida em 4 etapas:
  3. 3. CK Fernanda - DBQ   Alimentação: carboidratos, lipídeos, proteínas  fonte de energia para célula. As células convertem a energia dos diversos compostos orgânicos em um só tipo de moeda energética: o ATP.
  4. 4. CK Fernanda - DBQ A glicólise ou via glicolítica é o centro do metabolismo dos carboidratos, pois, praticamente todos os glicídeos podem ser convertidos em glicose.  A glicólise oxida a glicose, isto é, extrai elétrons ricos em energia da molécula de glicose e passa para o NAD+ que se converte em NADH.   NAD+: carreador de elétrons ricos em energia.
  5. 5. Glicólise CK    Fernanda - DBQ Objetivo da Glicólise: fornecer energia (na forma de ATP) e intermediários para outras vias metabólicas. Onde ocorre: citosol Produto final da glicólise: piruvato.
  6. 6. CK Fernanda - DBQ A glicólise acontece em 2 estágios:   Fase de investimento  gasta 2 ATP  são as 5 primeiras reações; Fase de produção de energia  produz 4 ATP  são as 5 últimas reações.
  7. 7. CK Fernanda - DBQ Glicólise Glicose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD+  2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O Mg2+ + 2NADH + 2H+
  8. 8. CK Fernanda - DBQ Para cada molécula de glicose degradada até piruvato temos: Gasto de 2 ATPs  Ganho de 4 ATPs  Saldo de 2 ATPs 
  9. 9. Glicólise CK   Fernanda - DBQ A glicólise libera apenas uma pequena fração (-146 kj/mol) da energia total disponível na molécula de glicose (-2840 kj/mol). As duas moléculas de piruvato ainda retêm a maior parte da energia potencial da glicose que pode ser extraída pelo ciclo de Krebs e pela fosforilação oxidativa.
  10. 10. CK Fernanda - DBQ  Condições aeróbicas: ◦ Ciclo de Krebs: Piruvato 2 Acetil CoA  Condições anaeróbicas: ◦ Fermentação alcoólica ◦ Fermentação lática (ácido lático) 4CO2 + 4H20
  11. 11. Sacharomyces cerevisae
  12. 12. CK Fermentação Alcoólica Fernanda - DBQ
  13. 13. Ocorrência: Na produção de alimentos lácteos através das bactérias Streptococcus e Lactobacillus . Nos nossos músculos esqueléticos na ausência de oxigênio.
  14. 14. Piruvato cãibra.
  15. 15. CK Fernanda - DBQ Lactato desidrogenase
  16. 16. CK Fernanda - DBQ Resumo 2 ADP 2 ATP
  17. 17. CK Fernanda - DBQ Conexão glicólise e ciclo de Krebs: Citoplasma Glicose glicólise Piruvato Translocase CK Mitocôndria Condições aeróbicas
  18. 18. CK Fernanda - DBQ
  19. 19. CK Fernanda - DBQ Descarboxilação oxidativa: D Piruvato + CoA Complexo Piruvato desidrogenase Acetil-CoA + CO2
  20. 20. CK Fernanda - DBQ Deficiência da piruvato desidrogenase causa acidose lática, pois o piruvato é desviado para reação de formação de ácido lático. Os sintomas são variados e incluem defeitos no desenvolvimento (especialmente no sistema nervoso), desequilíbrio da contração muscular e morte prematura.
  21. 21. CK Fernanda - DBQ O arsênico, veneno para ratos, também usado para matar humanos, inibe a piruvato desidrogenase, diminuindo a produção de acetil-CoA. O Ciclo de Krebs cessa por falta do acetil-CoA e as células morrem por falta de ATP. Livro: Madamme Bovary -1856 Autor: Gustave Flaubert Napoleão Bonaparte Imperador francês (1769-1804)
  22. 22. CK Fernanda - DBQ 8 Reações: 2 hidratações 1 isomerização 4 oxidações + 2 descarboxilações 1 produção de GTP (fosforilação no nível do substrato)
  23. 23. CK Fernanda - DBQ Citrato sintase Aconitase H2O Isocitrato desidrogenase Malato desidrogenase Fumarase H2O Complexo α-cetoglutarato desidrogenase Succinil-CoA sintetase Succinato Desidrogenase*
  24. 24. CK Fernanda - DBQ CARACTERÍSTICAS DO CK  Todas as enzimas do ciclo estão presentes na matriz mitocondrial. Exceção Succinato desidrogenase que está presente na membrana interna da mitocôndria, na cadeia respiratória.  Todo carbono responsável pela formação do acetil é degradado em CO2 que é então liberado pela célula, caindo na corrente sanguínea.  São liberados vários hidrogênios, que são então capturados pelos NAD+ e FAD, transformando-se em NADH + H+ e FADH2.  Ocorre também liberação de energia na forma de GTP.
  25. 25. CK Fernanda - DBQ   Oxidar o acetil-CoA em CO2 e H2O. Fornecer elétrons para a Cadeia Respiratória para gerar energia na forma de ATP.
  26. 26. CADEIA RESPIRATÓRIA A cadeia respiratória está localizada na membrana mitocondrial interna. Função: reduzir o oxigênio e formar água.
  27. 27. Componentes da Cadeia Respiratória H+ ESPA ÇO INTERMEMBRANAS Q I H+ H+ c III IV II NAD H + H+ NAD + FADH2 FAD MATRIZ 1/2 O2 + 2H+ 4 Complexos enzim áticos 2 Transportadores m óveis (Co Q e cit c) H2O
  28. 28. Componentes da Cadeia Respiratória 4 complexos multienzimáticos :  Complexo I (NADH-Ubiquinona oxirredutase)  Complexo II (FADH2-Ubiquinona oxirredutase)  Complexo III (Ubiquinona-citocromo c oxirredutase) Complexo IV (Citocromo c oxidase)
  29. 29. A Direção do Fluxo de Elétrons Caminho percorrido pelos elétrons transportados pelo NADH + H+ ESPAÇO INTERMEMBRANAS H+ H+ H+ Cit c I Q NAD+ NADH + H+ MATRIZ MITOCONDRIAL IV III H+ ½ O2 H+ H 2O
  30. 30. A Direção do Fluxo de Elétrons Caminho percorrido pelos elétrons transportados pelo FADH2 ESPAÇO INTERMEMBRANAS H+ H+ Cit c Q II FADH2 FAD+ MATRIZ MITOCONDRIAL IV III H+ ½ O2 H+ H 2O
  31. 31. FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA ESPAÇO INTERMEMBRANAS H+ H+ H+ H+ + + + + + + I H+ Q + + + H+ + Cit c + + H+ + + + + + + + IV III - - - - - - - - - - H+ H+ - - - - - - - - - - - - H+ MATRIZ MITOCONDRIAL ADP + P H+ ATP
  32. 32. ATP Sintetase ADP + Pi F1: fator de acoplamento 1 Fo: contém o sítio de ativação para oligomicina (inibidor da ATP sintase) MATRIZ ATP    F1     MEMBRANA INTERNA ESPAÇO INTERMEMBRANAS FO
  33. 33. Processos acoplados  transporte de e-  síntese de ATP ATP sintase com 3 sítios: L – frouxo (loose) – ADP + Pi T – apertado (tight) – ATP O – aberto (open) – libera ATP O fluxo de prótons converte o sítio de conformação T em O, liberando ATP.
  34. 34. Produção de ATP X2,5 Via Glicolítica: 2 NADH 5 2 ATP Oxidação do Piruvato: 2 NADH Ciclo de Krebs: 6 NADH 2 FADH2 2 GTP Total por molécula de glicose 2 X2,5 5 X2,5 15 X1,5 3 2 32
  35. 35. Objetivos  Compreender o processo de oxidação da glicose para produção de energia na forma de ATP.  Conhecer o ciclo de Krebs e compreender sua importância para a respiração celular.  Analisar a Cadeia Respiratória e a Fosforilação oxidativa e entender como a energia armazenada nos transportadores de elétrons é convertida em ATP.
  36. 36. QUIZ 1) As afirmativas abaixo descrevem a glicólise, exceto: a) Tem uma produção líquida de 2 moléculas de ATP para cada molécula de glicose. b) Envolve gasto de energia. c) Suas enzimas são encontradas no citoplasma. d) Todos os seus passos são reversíveis.
  37. 37. 2) A equação simplificada a seguir representa o processo de fermentação realizado por microorganismos como o Saccharomyces cerevisiae (levedura). A→B+C A, B e C são, respectivamente: a) glicose, água e gás carbônico; b) glicose, álcool e gás carbônico; c) álcool, água e gás carbônico; d) álcool, glicose e gás oxigênio.
  38. 38. 3. Em que parte da célula o ciclo de Krebs acontece? Isso difere da parte da célula onde a glicólise acontece? 4. Que aceptores de elétrons participam do ciclo do ácido cítrico?
  39. 39. 5. Nas células, a glicose é quebrada e a maior parte da energia obtida é armazenada principalmente no ATP (adenosina trifosfato) por curto tempo. a. Quando a célula gasta energia, a molécula de ATP é quebrada. Que parte da molécula é quebrada? b. Mencione dois processos bioquímicos celulares que produzem energia na forma de ATP.
  40. 40. 6. Sobre o ciclo de Krebs julgue as afirmativas em verdadeiras ou falsas: (___) Ocorre na membrana mitocondrial interna. (___) Produz 1 GTP, 3 NADH + H+ e 1 FADH2. (___) Tem conexão com a cadeia transportadora de elétrons. (___) Parte dos íons hidrogênios liberados ao longo do Ciclo de Krebs são captados pelo NAD+, que funciona como um aceptor de elétrons.
  41. 41. 7. O esquema abaixo mostra as etapas da degradação da glicose no interior das células para obtenção de energia. Os fenômenos assinalados com 1, 2, 3 e 4 correspondem, respectivamente, a: a. Glicólise, fermentação, cadeia respiratória, ciclo de Krebs. b. Fermentação, glicólise, cadeia respiratória, ciclo de Krebs. c. Glicólise, fermentação, ciclo de Krebs, cadeia respiratória. d. Fermentação, glicólise, ciclo de Krebs, cadeia respiratória. e. Glicólise, ciclo de Krebs, fermentação, cadeia respiratória.
  42. 42. 8. No esquema a seguir, os algarismos I e II referem-se a dois processos de produção de energia. As letras X e Y correspondem às substâncias resultantes de cada processo. Assinale a alternativa que indica a relação entre o processo de produção de energia e a respectiva substância resultante. a. Em I o processo é fermentação e a letra X indica a substância água. b. Em I o processo é respiração e a letra X indica a substância álcool. c. Em II o processo é fermentação e a letra Y indica a substância água. d. Em II o processo é respiração e a letra Y indica a substância álcool. e. Em I o processo é respiração e a letra X indica a substância água.
  43. 43. Vídeo Mitocôndria em 2 atos
  44. 44. Bibliografia      Campbell, M.K. Bioquímica. 3 ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. Champe, P.C. et al. Bioquímica ilustrada. 4 ed. Porto Alegre: Artmed, 2009 Marzzoco, A.; Torres, B.B. Bioquímica básica. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999. Nelson, D.L.; Cox, M.M. Lehninger Princípios de bioquímica. 3 ed. São Paulo: Sarvier, 2002. Sadava et al. Vida: a ciência da biologia. 8. ed. v. 1. Porto Alegre: Artmed, 2009.
  45. 45. Links e vídeos interessantes      Glicólise: http://www.youtube.com/watch?v=yQn3yprg24w http://medicinaunp.blogspot.com/2009/06/revisao-debioquimica-gliconeogenese.html Arsênio: http://super.abril.com.br/superarquivo/2005/conteudo_406 497.shtml Ciclo de Krebs: http://www.youtube.com/watch?v=D5e1a0SunDA Ciclo de Krebs detalhado: http://www.youtube.com/watch?v=1xWDBGybWhg Cadeia transportadora de elétrons: http://www.youtube.com/watch?v=dRLfcigsuyE http://www.youtube.com/watch?v=md6JdC98dTU

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