1. COMO AS CÉLULAS SINTETIZAM
ATP ?
CADEIA DE TRANSPORTE DE
ELÉTRONS E FOSFORILAÇÃO
OXIDATIVA

2. SINTETIZAM ATP ÀS CUSTAS DA OXIDAÇÃO DE
COENZIMAS – NADH E FADH2
AS COENZIMAS SÃO PREVIAMENTE REDUZIDAS NO
CICLO DE KREBS E NA BETA OXIDAÇÃO DE ÁCIDOS
GRAXOS (principalmente)
NA SÍNTESE DE ATP ESTÃO ENVOLVIDAS A CADEIA
DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS E A ENZIMA ATP
SINTASE
AMBOS LOCALIZADOS NA MEMBRANA INTERNA DA
MITOCÔNDRIA

3. A CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS E A
ENZIMA ATP SINTASE ESTAO LOCALIZADAS NA
MEMBRANA INTERNA DA MITOCÔNDRIA
2 um de comprimento e
5 um de diametro.
Eugene Kennedy and Albert
Lehninger: complexos
respiratórios e enzimas do
Ciclo de Krebs e Oxidacao
dos Acidos Graxos.
Membrana externa contem
porina e membrana interna
e altamente impermeavel.

4. O Ciclo de Krebs e a oxidacao de acidos graxos só funciona em
AEROBIOSE
Isto porque o Oxigênio é necessário para oxidar as Coenzimas NADH e
FADH2

5. Beta-oxidação de ácidos graxos
• Tiólise
•Desidrogenação
•Hidratação
•Oxidação
FADH2
NADH

6. A Oxidação das Coenzimas é feita pela CADEIA
DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS, localizada na
membrana interna da Mitocôndria

7. Na cadeia respiratoria, os eletrons fluem dos componentes com potencial de oxido-
reducao mais negativo para aqueles mais postivos.
Um agente redutor forte (como o NADH) tem a tendencia de doar eletrons e tem um
potencial de reducao negativo, enquanto um agente oxidante forte (como o O2) esta
pronto para aceitar eletrons e tem um potencial de reducao positivo.

8. COMPONENTES DA CADEIA DE TRANSPORTE DE ELÉTRONS
- NADH:Q oxidorredutase (I) *
- Succinato: Q-oxidorredutase (II)
- Q:citocromo c oxidorredutase (III) *
- Citocromo c oxidase (IV) *
- ATP-sintase

9. CADEIA RESPIRATORIA: 3 bombas de protons

10. COMPLEXO I: NADH-coenzima Q redutase
Contém cerca de 34 subunidades e massa de 880 kd
NADH + H+
+ Coenzima Q (ox) NAD+
+ Coenzima QH2
Primeira porta de entrada de
elétrons na cadeia - NADH
O complexo I contem uma molecula
de FMN que aceita dois átomos de
hidrogênio. Contém também os
centros ferro-enxofre, necessarios
para a tranferencia de hidrogenios
para a ubiquinona.
O fluxo de dois eletrons pelo complexo I leva ao
bombeamento de 4 H+ para for a da mitocondria.

11. Ubiquinona ou Coenzima Q
Isoprenóide não polar que se movimenta na membrana da
mitocôndria transportando elétrons
Q can exist in three oxidation states: the fully reduced ubiquinol form (CoQH2),
emiquinone intermediate (CoQH·), and the fully oxidized ubiquinone form
2H+ 2e+
A coenzima Q e ubiqua nos sistemas biologicos.
Ela pode aceitar hidrogenios tanto do FADH2 como da NADH-
desidrogenase (complexo I)

12. COMPLEXO II – denominado Succinato Coenzima Q oxidorredutase
Contém 4 subunidades e massa de 140 kd
Segunda porta de entrada de
elétrons na cadeia – FADH2
FADH2 + Coenzima Q (ox) FAD + Coenzima Q(red)
O complexo II e o elo fisico entre
o ciclo de Krebs e a cadeia
respiratoria.
O complexo II nao bombea
protons para o espaco entre
membranas.

13. COMPLEXO III –Coenzima Q- citocromo c oxidorredutase
E um dimero e cada monomero contem 11 subunidades e massa de
250 kd
Coenzima QH2 + Citocromo c (ox) Coenzima Q (ox) + Citocromo c (red)
O fluxo de dois eletrons pelo complexo
III leva ao bombeamento de 4 H+ para
fora da mitocondria.
O complexo III contem os citocromos
b, c1 e c.
Cada citocromo contem um grupo
heme.
O complexo III contem tambem
centros ferro-enxofre.

14. Complexo IV – Citocromo c oxidase,
Contém cerca de 13 subunidades e massa de 160 kd
Citocromo c (red) + Citocromo a (ox) Citocromo c (ox) + Citocromo a (red)
Citocromo a (red) + Citocromo a3 (ox) Citocromo a3(red) + Citocromo a (ox)
Citocromo a3(red) + OXIGÊNIO Citocromo a3(ox) + H2O
O complexo IV contem os citocromos a e a3 e
contem tambem tres ions cobre
O fluxo de dois eletrons pelo complexo IV
leva ao bombeamento de 4 H+ para fora
da mitocondria.

15. ATP-sintase

16. ATP SINTASE
Formada por dois componentes:
Fo – Canal por onde passam os
prótons e F1 – Porção onde
ocorre a catálise

17. ATP SINTASE
Peter Mitchel, 1961 –
formulou a hipotese
quimiosmotica, na qual a
oxidacao e fosforilacao
estao acopladas por um
gradiente de protons.

18. C
A
D
E
I
A
ATP SINTASE

19. Síntese de ATP
Os prótons bombeados para fora da membrana
interna da mitocôndria, VOLTAM para dentro da
mitocôndria através de um canal representado pela
ATP sintase
Ao voltar para dentro, ocorre liberação de energia
que é utilizada pela ATP sintase para a síntese de
ATP
Fosforilação oxidativa
ADP + Pi ATPATP sintase

20. C
A
D
E
I
A
ATP sai da mitocôndria para o citoplasma através de
um transportador
Transportador de ATP

21. Na passagem dos elétrons pelos transportadores da
cadeia, prótons são bombeados para fora da
membrana interna da mitocôndria

22. CONTROLE RESPIRATÓRIO
O transporte de elétrons e a síntese de ATP são processos
intimamente acoplados
Só há oxidação das coenzimas se houver síntese de ATP
ADP atinge concentrações limitantes na célula.
É o regulador dos dois processos
Quando ATP é consumido, ADP aumenta e há um estímulo
dos dois processos.
Quando há muito ATP, há pouco ADP e os dois processos
são mais lentos.

23. Derivados toxicos do oxigenio molecular podem ser
formados na ultima etapa da Cadeia Respiratoria.
Formas reativas do oxigenio (ROS, reactive oxygen
species), como o anionte superoxido e o peroxido de
hidrogenio sao formadas em quantidades pequenas.
ROS podem desencadear cascatas de oxidacao nas
celulas, resultando em mutacoes e no aparecimento de
doencas.
Os ROS sao destruidos pela superoxido dismutase e
pelas catalases.
Anti-oxidantes naturais incluem ainda as vitaminas E e
C.

24. Rendimento Energético
Para 1 mol de NADH oxidado, a variação de
energia livre permite sintetizar 3 moles de ATP
Para 1 mol de FADH2 oxidado, a variação de
energia livre permite sintetizar 2 moles de ATP

25. A Oxidação completa de 1 mol de GLICOSE a CO2 e H2O
produz 38 moles de ATPs
IV- 10NADH e 2FADH2 pela cadeia e PO – 34 ATP
I – Glicose a 2 piruvatos – 2NADH, 2ATP
II- 2 piruvato a 2 Acetil-CoA – 2NADH
III- 2 Acetil-CoA pelo ciclo de Krebs – 6NADH, 2FADH2, 2GTP
10NADH, 2FADH2 ,2ATP, 2GTP
Glicose + 6O2 + 38 ADP + 38Pi 6CO2 + 6H2O + 38 ATP

26. Inibidores da Cadeia de transporte de elétrons
Complexo I – Rotenona (inseticida), Barbitúricos
(hipnóticos, Amital)
Complexo II - Malonato
Ubiquinona (Coenzima Q) – não conhecido
Complexo III – Antimicina A
Citocromo c – não conhecido
Complexo IV – Cianeto, Monóxido de Carbono, Azida
sódica, Ácido sulfídrico
Estes compostos param o funcionamento da cadeia, não há síntese
de ATP e são potencialmente letais

27. Complexo 2
Inibidores da cadeia de transporte de elétrons
Rotenona
Amital
Malonato
Antimicina
A
CN, CO,
Azida
O bloqueio da Cadeia termina bloqueando a síntese de ATP

28. Oligomicina – Liga-se a Fo e inibe a síntese de ATP
Oligomicina

29. Desacopladores
Dissocia o transporte de elétrons do
processo de síntese de ATP
DNP composto hidrofóbico que
atravessa a membrana interna da
mitocôndria e transporta prótons
Os prótons deixam de passar pela ATP sintase e pára
a síntese de ATP
No passado, DNP usado como agente
emagrecedor