UNIVERSIDADEFEDERALDE SERGIPEDEPARTAMENTO DE FisiologiaDISCIPLINA DE BIOQUÍMICA

PROF. Dr. CHARLES·DOS S. ESTEVAM

Nome: Adelson Ribeiro Santos Júnior

Em relação ao ciclo de Krebs e a Cadeia de transporte de elétrons

a) Qual a importância da condensação do acetil-CoA com oxaloacetato? membrana da mitocôndria é impermeável aos acetil-CoA por isso para que a energia proveniente da acetil- CoAseja transferida para que seja formada no ciclo de Krebs a acetil CoA necessita se condessar com o oxalacetato e formar um composto permeável a membrana.

b) Qual a importância das seguintes enzimas: citrato sintease, acenitase, isocitrato desidrogenase e alfa ceto glutarato desidrogenaseA enzima citrato sintetase é a catalisadora da primeira reação do ciclo de Krebs, e produz a condensação do acetil CoA com o oxaloacetato para formar coenzima A e citrato, sendo esta reação irreversível. A enzima é inibida  pelo ATP/NADH, succinil CoA e ésteres do acetil CoA graxos. A velocidade da reação é determinada pela disponibilidade de acetil CoA e oxaloacetatoIsocitrato desidrogenase: enzima alostérica que catalisa a oxidação do isocitrato a ?-cetoglutarato, passando pelo intermediário oxalossucinato. 

c) Quais os pontos de regulação do ciclo de Krebs?O ciclo de Krebs é controlado fundamentalmente pela disponibilidade de substratos, inibição pelos produtos e por outros intermediários do ciclo.* piruvato desidrogenase: é inibida pelos próprios produtos, acetil-CoA e NADH* citrato sintase: é inibida pelo próprio produto, citrato. Também inibida por NADH e succinil-CoA (sinalizam a abundância de intermediários do ciclo de Krebs).* isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase: tal como a citrato sintase, são inibidas por NADH e succinil-CoA. A isocitrato desidrogenase também é inibida por ATP, e estimulada por ADP.Todas as desidrogenases mencionadas são estimuladas pelo ião cálcio.

d) Quais os pontos onde ocorrem a liberação de NADH e FADH2?NAD: nas reações de descarboxilação e desidrogenação do isocitrato, descarboxilação e desidrogenação do alfa cetoglutarato e na desidrogenação do succinato.

e) Explique a via anfibólica e as reações anapleoróticas?Reações anfibólicas quando tem a capacidade de participar em reações de catabolismo e de anabolismoReações anapleuróticas quando um outro composto que não é intermediário do ciclo de Krebs origine um intermediário do ciclo.

f) Explique a teoria quimiosmotica de Mitchell

Peter D. Mitchell propôs a hipótese quimiosmótica em 1961. A teoria sugere

essencialmente que a maioria da síntese de ATP na respiração celular seja proveniente

do gradiente eletroquímico formado entre os dois lados da membrana

interna mitocondrial ao utilizar a energia do NADH e FADH2, formados

no catabolismo de moléculas como a glicose.Determinadas moléculas, tais como

a glicose, são metabolizadas de forma a produzir acetil-CoA, um intermediário

energeticamente rico. A oxidação do acetil-CoA na matriz mitocondrial

está acoplada à elétrons de moléculas transportadoras como o NAD e o FAD.Estas

moléculas transportam elétrons para a cadeia de transporte eletrônico na membrana

mitocondrial interna. A energia eletrônica é utilizada para bombear prótons da matriz

através da membrana mitocondrial interna, armazenando energia sob a forma de um

gradiente eletroquímico transmembranar. Os prótons passam então novamente para

dentro da matriz através da ATP sintase. O fluxo de prótons através desta enzima fornece

a energia necessária para a fosforização do ADP a ATP. Os elétrons e prótons que

passam através da última bomba protônica da cadeia são adicionados ao oxigênio,

formando água(na respiração aeróbia) ou outra molécula aceitadora de elétrons

g) Explique os complexos 1, 2, 3 da cadeia de elétronsA cadeia respiratória é dividida em quatro complexos. Os complexos I e II catalisam a transferência de elétrons para ubiquinona a partir de dois doadores de elétrons diferentes o NADH (complexo I) e o succinato (complexo II). O complexo III transporta elétrons da ubiquinona até o citocromo c, e o complexo IV completa a seqüência transferindo elétrons do citocromo c para o complexo II

h) Qual a importância do sistema ubiquinona oxiredutase?Complexo I: NADH – ubiquinona oxirredutase. Realiza a transferência de elétrons do NADH para a ubiquinona, formando ubiquinol (QH2).

i) Quais os transportadores universais de elétrons? nucleotídeos de nicotinamida (NAD+ ou NADP+) ou nucleotídeos de flavina ((FMN ou FAD).

j) Como o NAD citoplasmático atravessa a membrana mitocondrial È necessário que a desidrogenase especifica esteja presente em ambos os lados da membrana mitocondrial o mecanismo de transferência usando a lançadeira do gliceridio fosfato. Deve-se notar que a enzima mitocondrial est á ligada a cadeia respiratória via uma flavoproteina ao invés do NAD, assim somente 2 ao invés de 3 moles de ATP são formados por átomo de oxigênio consumido

k) Explique ciclo Q? Ubiquinona

Como apenas um dos elétrons pode ser transferido em cada passo do doador QH2 para

um citocromo aceitador, o mecanismo de reação do complexo III é mais elaborado que

aqueles de outros complexos respiratórios e ocorre em dois passos coletivamente

designados "ciclo Q No primeiro passo, a enzima liga três substratos: primeiro o QH2, que

sofre oxidação, passando um electrão para o segundo substrato, o citocromo c, e dois

portões para o espaço intermembranar. O terceiro substrato é Q, que aceita o segundo

elétron de QH2, reduzindo-se ao radical Q.- (ubisemiquinona). Os primeiros dois

substratos são libertados, enquanto que o intermediário ubisemiquinona permanece

ligado. No segundo passo, liga-se uma segunda molécula de QH2, passando novamente

um eletron a outro citocromo c. O segundo eletron é transferido para a ubisemiquinona,

reduzindo-a a QH2 ao mesmo tempo que são captados dois prótons a matriz mitocondrial.

QH2 é então libertado da enzima.

À medida que a coenzima Q é reduzida a ubiquinol no lado interno da membrana e oxidada a ubiquinona no outro lado, existe uma transferência líquida de portões através da membrana, que contribui para o gradiente de prótons. Este mecanismo é relativamente complexo mas assegura um aumento da eficiência da transferência de prótons: se apenas uma molécula de QH2 fosse utilizada para reduzir directamente dois citocromos, a eficiência seria a metade, havendo apenas a transferência de um proton por citocromo reduzido.

l) Qual a importância da ubiquinona no transporte de elétrons de hidrogênio?A ubiquinona pode aceitar um elétron, originando o radical semiquinona (QH') , ou dois eletrons para formar ubiquinol (QH,) semelhantemente aos transportadores flavoproteinas ela deve atuar na junção entre um doador de dois eletrons e um receptor de um eletron. Como a ubiquinona pequena e hidrofóbica ela se difunde livremente na camada lipidica da membrana interna mitocondrial e pode transportas equivalentes redutores entre outros transportadores de elétrons menos moveis na membrana como carrega tanto prótons quanto elétrons ela desempenha um papel central no acoplamentodo fluxo de elétron ao movimento de próton"

m) Explique membrana mitocondrial interna e externa?

Membrana externa: Contêm enzimas de degradação dos lipídios a àcidos graxos . Permeável a molécula de até 10.000 daltons.Membrana interna: Impermeável, contém os componentes da cadeia de transporte de elétrons.Transporte transmembrana de prótons.

n) Qual a importância do citocromo e das proteínas ferro -enxofre?

Os citocromos são proteínas que apresentam como característica uma intensa absorção da luz, devido aos seus grupos prostéticos heme, que contém ferro As mitocôndrias contém três classes de citocromos designados por a, b e c que podem ser distinguidos por diferenças nos seus espectros de absorção de luz. Cada tipo de citocromo no seu estado reduzido (Fe2+) possui três bandas de absorção na região do visível Grupos prostéticos dos citocromos. Cada um deles consiste de quatro anéis de cinco átomos, contendo nitrogênio numa estrutura cíclica chamada de porfirina. Os quatro átomos de nitrogênio estão coordenados com um íon Fe central que pode estar na forma Fe2+ ou Fe3+. A ferro protoporfirina IX é encontrada nos citocromos do tipo b, na hemoglobina e mioglobina O heme C está covalentemente ligado à proteína do citocromo c através de ligações tioésteres de dois resíduos de Cis. O heme A, encontrado nos citocromos do tipo a, possui uma longa cauda isoprenóide ligada a um dos anéis de cinco átomos. O sistema de dupla ligação conjugada (sombreada em vermelho) do anel da porfirina é responsável pela absorção da luz visível por estes hemes.

As proteínas ferro-enxofre Rieske (denominadas após sua descoberta) são uma variação neste tema, onde um átomo de Fe está coordenado a dois resíduos de His ao invés de dois resíduos de Cis. Todas as proteínas ferro-enxofre participam de transferências de um elétron onde cada átomo de ferro do arranjo ferro-enxofre está oxidado ou reduzido. Pelo menos oito proteínas ferro-enxofre funcionam na transferência de elétrons da mitocôndria. O potencial de redução das proteínas ferro-enxofre varia de –0.65 V a +0.45 V, dependendo do microambiente do ferro na proteína.