Fosforilação Oxidativa

C6H12O6 + 6O2 + 30 ADP → 6CO2 + 6H2O + 30 ATP

F1Fo-ATP sintase

Matriz mitocondrial

Espaço intermembrana

Teoria quimiosmótica de Mitchell

O ciclo catalítico proposto por Boyer

A porção F1 sintetiza o ATP

Modelo “binding change” para a ação da ATP síntase

mitocôndria

citosol 1glicose

2 piruvato

2 ADP2 ATP HQ

Rendimento de ATP pela oxidação completa da Glicose

Rendimento de ATP pela oxidação completa da Glicose

Oxidação de NADH pela cadeia transportadora de elétrons

• NADH + ½O2 + H+ ——> NAD+ + H2O• ΔG°′ = -53kcal/mol

• ADP + Pi ——> ATP ΔG°′ = +7.3 kcal/mol

aproximadamente 3 ATP por NADHExperimentalmente só 2.5 equivalentes de ATP são sintetizados!!

Eficiencia de 40 ou 100%? -- ATP maior que ADP

• A equação de Nernst• ΔG°′ = –nFΔEo′

• n=numero de elétrons envolvidos na reação• F= cte de Faraday 23.06 kcal/volt/mol ou 96.5 kJ/volt/mol• ΔEo′= 0.32V (NADH) e 0.82 V (oxigênio)

ESTADO REDOX• Estado redox, termo usado para descrever o balanço entre NAD+ /NADH e NADP+ /NADPH num sistema biológico.

O estado redox é refletido no balanço de uma série de metabólitos como lactato e piruvato, ja que a sua interconversão depende deste balanço.

Um estado redox anormal pode ser fruto de situações como hipoxia, choque, sepsis.

Ex. NADH + ½O2 + H+ ——> NAD+ + H2OEm hipoxia o NADH não é oxidado!!!!!!!! Não tem

formação de ATP e a quantidade de lactato aumenta

Ex. NADH + ½O2 + H+ ——> NAD+ + H2O

Em hipoxia o NADH não é oxidado!!!!!!!! Não tem formação de ATP e a quantidade de lactato aumenta

Os elétrons do NADH são transportados por

carreadores de elétrons ligados a membrana interna da

mitocôndria:

-Proteínas ferro-enxofre.

-Ubiquinona;

- Citocromo

Oxidação de NADH pela cadeia transportadora de elétrons (RESPIRAÇÃO)

A Mitocôndria

• Anatomia Mitocondrial

A Mitocondria

Carreadores de elétrons funcionam em complexos multienzima

Resumo fluxo de elétrons

A energia da transferência de elétrons é conservada em um gradiente de prótons.-Energia potencial química e elétrica (Força próton-motriz).

rotenona

antimicina

Azida monoxido carbonocianeto

Inibidores cadeia respiratória

Name Function Site of Action Rotenone e– transport inhibitor Complex I Amytal e– transport inhibitor Complex I

Antimycin A e– transport inhibitor Complex III Cyanide e– transport inhibitor Complex IV

Carbon Monoxide e– transport inhibitor Complex IV Azide e– transport inhibitor Complex IV

2,4,-dinitrophenol Uncoupling agent transmembrane H+ carrier Pentachlorophenol Uncoupling agent transmembrane H+ carrier

Oligomycin Inhibits ATP synthase OSCP fraction of ATP synthase

Síntese de ATP

• Complexo I – NADH:Ubiquinona-Oxidorredutase ou NADH desidrogenase

A Cadeia Respiratória

• Complexo II – Succinato desidrogenase

A Cadeia Respiratória

• Ubiquinona

A Cadeia Respiratória

Geração de ROS

• Complexo III – Ubiquinona:Citocromo c-Oxidorredutase

• Complexo IV - Citocromo C - Oxidase

A Cadeia Respiratória

Resumo fluxo de elétrons

A energia da transferência de elétrons é conservada em um gradiente de prótons.-Energia potencial química e elétrica (Força próton-motriz).

Inibidores cadeia respiratória

Name Function Site of Action Rotenone e– transport inhibitor Complex I Amytal e– transport inhibitor Complex I

Antimycin A e– transport inhibitor Complex III Cyanide e– transport inhibitor Complex IV

Carbon Monoxide e– transport inhibitor Complex IV Azide e– transport inhibitor Complex IV

2,4,-dinitrophenol Uncoupling agent transmembrane H+ carrier Pentachlorophenol Uncoupling agent transmembrane H+ carrier

Oligomycin Inhibits ATP synthase OSCP fraction of ATP synthase

NADH do citosol: Lançadeira malato-aspartato

Lançadeira glicerol 3-fosfato

Rendimento de ATP pela oxidação completa da Glicose

Fosforilação oxidativa é regulada pela necessidade de energia celular

Acoplamento de transferência de elétrons e síntese de ATP

O desacoplamento ocorre principalmente no tecido adiposo marrom