Ciclo de Krebs,fosforilação oxidativa e cadeia de transporte de eletrons!!

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Um pouco sobre o Ciclo de Krebs e reações metabolicas

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Ciclo de Krebs,fosforilação oxidativa e cadeia de transporte de eletrons!!

  1. 1. Equipe 1 Míria Manoel Bruna Scarleth Seminário de Bioquimica 1
  2. 2. CICLO DE KREBS Seminário de Bioquimica 2
  3. 3. Continuou os trabalhos Carl y Gerty Cori sobre a hidrólise do glicogênio e a conseqüente geração de ácido láctico. Usando músculo peitoral de pombo, integrou os elementos reconhecidos do processo num único esquema coerente conhecido como ciclo do ácido cítrico ou ciclo de Krebs. Esta descoberta lhe rendeu o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina em 1953. Seminário de Bioquimica 3
  4. 4. Ciclo de Krebs....  Corresponde a uma série de reações químicas que ocorrem na vida da célula e seu metabolismo.  Descoberto por Sir Hans Adolf Krebs (1900-1981).  O ciclo é executado na matriz da mitocôndria dos eucariontes e no citoplasma dos procariontes. Trata-se de uma parte do metabolismo dos organismos aeróbicos (utilizando oxigênio da respiração celular); organismos anaeróbicos utilizam outro mecanismo, como a fermentação lática, onde o piruvato é o receptor final de elétrons na via glicolítica, gerando lactato.  O ciclo de Krebs é uma rota anfibólica, ou seja, possui reações catabólicas e anabólicas , com a finalidade de oxidar a Acetil-CoA (acetil coenzima A), que se obtém da degradação de carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos a duas moléculas de CO2. Seminário de Bioquimica 4
  5. 5.  Este ciclo inicia-se quando o piruvato que é sintetizado durante a glicólise é transformado em acetil CoA (coenzima A) por ação da enzima piruvato desidrogenase. Este composto vai reagir com o oxaloacetato que é um produto do ciclo anterior formando-se citrato. O citrato vai dar origem a um composto de cinco carbonos, o alfa-cetoglutarato com libertação de NADH2, e de CO2. O alfa- cetoglutarato vai dar origem a outros compostos de quatro carbonos com formação de GTP, FADH2 e NADH e oxaloacetato Seminário de Bioquimica 5
  6. 6. Seminário de Bioquimica 6
  7. 7. Características do COMPLEXO DA PIRUVATO DESIDROGENASE Complexo multienzimático (agregado de 3 enzimas); Localizado na mitocôndria dos eucariotos e no citossol dos procariotos; Canalização de substratos; Cofatores: TPP, FAD, Coenzima A, NAD+, lipoato; Vitaminas essenciais no processo: tiamina (no TPP), riboflavina (no FAD) , niacina (no NAD+), pantotenato (na CoA); Cinco reações consecutivas de descarboxilação e desidrogenação do piruvato até Acetil-CoA. Seminário de Bioquimica 7
  8. 8. 2ª parte: CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO propriamente dito Sinônimos: ciclo de Krebs, ciclo dos ácidos tricarboxílicos Ocorre na mitocôndria dos eucariotos e no citossol dos procariotos; Sequência cíclica de oito passos; Em cada volta entra um grupo acetil-CoA e saem duas moléculas de CO2. Na verdade, os carbonos que entram pelo Acetil-CoA não são os mesmos liberados na forma de gás carbônico na mesma volta. São necessárias algumas voltas adicionais para que isto ocorra.Seminário de Bioquimica 8
  9. 9. CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO Não há conversão líquida de acetato a oxaloacetato. Seminário de Bioquimica 9
  10. 10. A energia liberada pela oxidação é conservada na forma de coenzimas reduzidas: 3NADH e 1FADH2. Quando se tratam de processos metabólicos, interessa ao organismo um grande número de passos para que a liberação de energia se dê gradualmente. Com a oxidação direta de toda a molécula, a energia produzida seria muito grande, causando danos à célula e/ou prejudicando o aproveitamento eficaz da energia liberada. Seminário de Bioquimica 10
  11. 11. FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA A fosforilação oxidativa é o processo pelo qual se forma ATP quando se transferem elétrons do NADH ou do FADH2 para o O2 (redução a H2O), por uma série de transportadores de elétrons. NADH FADH2 NAD+ FAD e- O2 H20Seminário de Bioquimica 11
  12. 12.  A energia armazenada nas ligações químicas da glicose é liberada por meio de oxidações sucessivas.  Uma substancia oxida quando perde elétrons. Esse fenômeno ocorre, por exemplo, quando a substancia reage diretamente com o oxigênio, caso da combustão da gasolina.  Entretanto, as oxidações de glicose não ocorrem em reações diretas com o oxigênio, mas por retiradas de átomos de hidrogênio da molécula, isto é, por uma série de desidrogenaçoes.  Essas reações são catalisadas por enzimas chamadas desidrogenases, que possuem como coenzima o agrupamento nicotinamida adenina dinucleotideo (NAD). A nicotinamida ou niacina é uma vitamina do complexo B, e a adenina é um composto com nitrogênio que participa da formação de alguns nucleotídeos, as unidades de construção dos ácidos nucléicos (DNA e RNA). Algumas enzimas podem conter um composto semelhante ao NAD, a flavina adenina dinucleotideo (FAD); a flavina é uma substancia derivada da vitamina B². Seminário de Bioquimica 12
  13. 13. CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS Experimentos com detergentes sobre a Membrana Mitocondrial Interna (MMI) demostraram que: os transportadores de elétrons (com exceção da ubiquinona e do citocromo c), estão organizados em 4 grandes complexos protéicos. Complexo I - NADH-Q redutase Complexo II – Succinato-Q redutase; Complexo III – Citocromo redutase; Complexo IV – Citocromo oxidase. Seminário de Bioquimica 13
  14. 14. O fluxo de elétrons pelos complexos I, III e IV, leva ao bombeamento de 4, 2 e 4 prótons através da membrana, respectivamente. O complexo II, ao contrário dos outros complexos, não bombeia prótons. Forma-se então um gradiente ácido e positivo no espaço intermembranas da mitocôndria.Seminário de Bioquimica 14
  15. 15. Complexo 1 NADH Ubiquinona; Os Prótons que acompanham os elétrons são lançados para o espaço intermembranas. * Neuropatia óptica hereditária de Leber. Seminário de Bioquimica 15
  16. 16. Complexo 2 participa a enzima do ciclo do ácido cítrico, produzindo FADH2; Succinato Ubiquinona; Seminário de Bioquimica 16
  17. 17. Complexo 3 Ubiquinona Citocromo c; Os Prótons que acompanham os elétrons são lançados para o espaço intermembranas. Seminário de Bioquimica 17
  18. 18. Complexo 4 Redução do O2; Bombeamento de prótons para o espaço intermembranas à medida que os elétrons são transferidos para o Oxigênio. Redução parcial leva a produtos perigosos. Seminário de Bioquimica 18
  19. 19. Cadeia Transportadora de Elétrons H+ + Seminário de Bioquimica 19
  20. 20. H+ + H+ H+ Seminário de Bioquimica 20
  21. 21. 1- A cadeia respiratória, ao transportar os elétrons, bombeia prótons da matriz para o citossol; 2- A MMI, por ser impermeável a prótons, impede o retorno destes à matriz; 3- Cria-se um gradiente duplo (de pH e eletrostático) através da MMI, que gera uma situação de alta instabilidade e, como conseqüência, uma força que atrai os prótons de volta; 4- Esta força, chamada FORÇA PRÓTON-MOTRIZ, dirige o fluxo de prótons à matriz mitocondrial através dos canais de prótons da enzima ATPase; 5- A passagem dos prótons pela ATPase determina a síntese de ATP. Seminário de Bioquimica 21
  22. 22. BALANÇO FINAL DA RESPIRAÇÃO CELULAR Oxidação total de uma molécula de glicose. Piruvato Acetil Coa Ciclo do Ácido Cítrico 2NADH 2 GTP 6 NADH 2 FADH2 GLICOSE PIRUVATO 2ATP 2NADH LANÇADEIRAS Seminário de Bioquimica 22
  23. 23. LANÇADEIRAS: a) Lançadeira glicerol-fosfato Transporta os elétrons do NADH (com a ajuda do glicerol-fosfato) e os tranfere ao FADH dentro da mitocôndria, formando FADH2. b) Lançadeira de malato-aspartato Transporta os elétrons do NADH (com a ajuda do malato) e os tranfere a outro NAD+ dentro da mitocôndria, formando NADH. Seminário de Bioquimica 23
  24. 24. Considerando-se NADH (2,5 ATP); FADH2 (1,5 ATP); GTP (1 ATP) TOTAL= (8 x 2,5) + (4 x 1,5) + (2 x 1) + 2 = 30 ATPs Piruvato Acetil Coa Ciclo do Ácido Cítrico 2NADH 2 GTP 6 NADH 2 FADH2 GLICOSE PIRUVATO 2ATP 2NADH LANÇADEIRAS BALANÇO FINAL DA RESPIRAÇÃO CELULAR Oxidação total de uma molécula de glicose. Seminário de Bioquimica 24
  25. 25. INIBIDORES DO TRANSPORTE DE ELÉTRONS a) Inibição da transferência de elétrons: amital, rotenona (Complexo I) cianeto, CO, azida (Complexo IV) b) Inibição da ATP sintase: oligomicina. c) Desacoplamento da fosforilação da transferência de elétrons valinomicina, termogenina* Seminário de Bioquimica 25
  26. 26. Seminário de Bioquimica 26

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