Aula Fosforilação Oxidativa

Membranaexterna

A mitocôndria...

Membranainterna

Permeável a íons e pequenas moléculas

Impermeável a maioria das pequenas moléculas e íons, incluindo H+. Componentes:Cadeia respiratóriaADP-ATP trocadorATP sintaseOutros transportadores

Complexo piruvato desidrogenase

Enzimas do ciclo de krebs

Oxidação de ácidos graxos e aminoacidos

ATP, ADP, Mg++, Ca++, K+

Rendimento de ATP pela oxidação completa da Glicose

O resto da energia (cerca de 90%) está obtido pela oxidação completa do piruvatopelo oxigênio via a oxidação dos coenzimas da cadeia respiratória. Nas três etapas de oxidação de glicose os elétrons são poduzidos por DH que utilizam como coenzimas NAD+ ou FAD

A oxidaçao de NADH está associada ao consumo de O2(Lehninger)

DPNH2 = NADH + H+DPN = NAD+

1920 - David Keilin Presença ampla dos pigmentos de MacMunn na naturezaInsetos (músculos torácicos de mosca (Gasterophilus) vermes, plantas, leveduras, tecidos humanos, etc …

Citocromos !

Microespectrofotometro de Keilin

Inglaterra, Final do século XIX - MacMunn Pigmentos respiratórios

em músculos e outros tecidos (hematina intracelular)Reduzido – 4 bandas de absorçãoOxidado – Nenhuma banda

Além disso há muito tempo era conhecido um pigmento que também estava associado ao consumo de O2

MiohematinaHistohematina

1889, Hop Seiler – pigmentos de MacMunn eram contaminantes derivados da hemoglobina …

Proteínas com heme como grupo prostético

Mitocôndria de músculo de vôode inseto

Mitocôndria de fígado de mamíferos

Renata Gonçalves

Complexo INADH : ubiquinona oxidoredutase

•Transferência exergônica de um ionte hidreto à ubiquinona (NADH) + H+

•Transferência endergônica de de 4 prótons para o espaço intermembranal

Ubiquinona (quinona com uma longa cadeia isoprênica lateral)

Complexo IISuccinato desidrogenase

Complexo IIIUbiquinona:citocromo c oxidoredutase

Complexo III e o ciclo Q

Dois e- a partir de QH2 reduzem 2 moléculas de citocromo c.e 4 H+ são translocados para o espaço intermembranoso: dois do QH2 na primeira volta do ciclo e dois do QH2 na segunda volta

Complexo IV

Mecanismos de transporte – Translocadores e Sistemas de lançadeira

• A membrana interna da mitocôndria ao contrário da membrana externa (10 – 15000 daltons) é impermeável a compostos com carga elétrica e íons inclusive a coenzima NADH/NAD+ e acetilCoA. Existem sistemas transportadores na membrana interna para garantir o transporte e o acesso de metabólitos à matriz mitocondrial.

LANCADEIRA MALATO-ASPARTATO• Como a membrana interna da mitocôndria é impermeável a NADH e NAD+, a oxidaçãodestes compostos não pode ser feita diretamente pela cadeia de transporte de elétrons. Os elétrons são transferidos para um composto citosólico, que transporta os elétrons na matriz mitocondrial, onde é oxidado. O composto oxidado retorna ao cistosol, permitindo acontinuidade do processo. = Sistema de Lançadeira. Existe diferente tipos de lançadeira.Existe assim um “pool” mitocondrial de NADH e um pool cistosólico de NADH diferentes isoformas mito/citossólica

ISOFORMA= proteínas similares de mesmo função que possuem uma localização diferente na célula.

A lançadeira malato-aspartato existe nas células hepáticas e cardíacas. O NADH citosólico reduz o OAA no citossol, em malato (catalisada pela malato DH). O malato produzido penetra na mitocôndria, onde é oxidado também por uma outra isoforma de malato DH, mitocondrial, que utiliza o NAD+ como coenzima. O OAA produz pela mito não atravessa a membrana interna, mas pode receber o grupo amino do glutamato aspartato. Esse sai da mito, e no cistosol está regenerada em OAA (por uma Asp aminotransferase) . A passagem do malato e aspartao através da mb interna é efetuada via os translocadores (glutamato-Asp e de ácidos dicarboxílicos). Saldo: o NADH produz no citossol é novamente formado na matriz mitocondrial.O resto da lançadeira é responsável pela devolução do OAA do outro lado da mb.

Lançadeira glicerol 3 fosfato

A lançadeira glicerol 3 fosfato existe nos músculos esquelético e no cérebro

demonstração da localização de ATP sintase nas microesferas

F1Fo-ATP sintase

rotorMicroscopia crioeletrônica

Teoria quimiosmótica de Mitchell

Transporte exergônico de H+ acoplado a síntese endergônica de ATP

O ciclo catalítico proposto por Paul Boyer

A porção F1 sintetiza o ATP

Modelo “mudança de ligação” para a ação da ATP síntase

(F)Frouxo

A

T (Tenso)

A F1Fo ATP sintase converte parte da energia quimiosmótica em trabalho mecânico

DESACOPLADORES

O desacoplamento ocorre principalmente no tecido adiposo marrom

Rato

tecido adiposo marrom

Regulação da via de produção de ATP

FO regulada pela disponilidade de Substratos