Aula 10 - Respiração Celular

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FISIOLOGIA E NUTRIÇÃO
DA VIDEIRA
aaa
Respiração Celular
Prof. Leonardo Cury
Bento Gonçalves/RS
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Equação Geral (Respiração celular (Aeróbica))
ATP
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
∆G’ = + 2.880 kJ
-Compostos orgânicos reduzidos são metabolizados e
oxidados de maneira controlada;
-A energia livre é liberada e transitoriamente
armazenada na forma de ATP
-Para impedir danos por incineração o processo passa2
por 4 processos
Estrutura da Mitocôndria
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Mitocôndria
Citossol
Com O2
Sem O2
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Glicólise
Um açúcar (Triose fosfato) é parcialmente oxidado catalisado por
enzimas solúveis no citossol ou no plastídio;
Rendimento de pequena quantidade de ATP e um Nucleotídeo Piridina
Reduzido (NADH).
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Glicólise
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Glicólise
Ocorre em nove etapas catalisado por enzimas específicas;
É um processo anaeróbico que ocorre no citossol;
ADP + Pi
ATP
NAD+ + H+ + 2e-
NADH + H
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Glicólise
Etapa I:
Glicose
Hexoquinase
ATP
Glicose 6 Fosfato
ADP + Pi
Etapa II:
Glicose 6 Fosfato
Fosfoglicoisomerase
Frutose 6 Fosfato
Etapa III:
Frutose 6 Fosfato
Fosfofrutoquinase
ATP
Frutose 1-6 Bifosfato
ADP + Pi
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Glicólise
Etapa IV (Ciclagem da Glicólise – 1 molécula de 6C = 2 moléculas de 3C):
Gliceraldeido 3 Fosfato
Frutose 1-6 Bifosfato
conversão
Diidróxiacetona-fosfato
Etapa V:
Gliceraldeído 3-fosfato
Gliceraldeído 3-fosfato
Desidrogenase
NAD+
1-3 Bifosfoglicerato
2 NADH + 2H
Redutor do NAD+ proveniente da respiração aeróbica
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Glicólise
Etapa VI:
1-3 Bifosfoglicerato
Glicerato 3-fosfato
Quinase
3 Fosfoglicerato
2 ATP
ADP
(Fosforilação)
Etapa VII:
3 Fosfoglicerato
Fosfogliceromutase
2 Fosfoglicerato
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Glicólise
Etapa VII:
2 Fosfoglicerato
Enolase
Fosfoenolpiruvato
H 2O
Etapa IX:
Fosfoenolpiruvato
Piruvato Quinase
2 Piruvato
2 ATP
ADP
(Fosforilação)
Glicose + 2NAD+ + 2ADP + Pi
2 Piruvatos + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O
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Reações de Oxiredução Internas
Via Aeróbica:
Piruvato depende de O2 para seguir esta rota;
Em presença de oxigênio o Piruvato é completamente oxidado a CO2 e a
Glicólise torna-se a fase inicial da respiração;
Posteriormente ocorre o ciclo de Krebs (Ciclo do Ácido Cítrico);
2 CO2
CoA
=O
Etapa preliminar a oxidação do piruvato (Via aeróbica):
CH3 – C - CoA
Acetil CoA
Piruvato
NAD+
2 NADH + H+
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Ciclo de Krebs
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Ciclo de Krebs
Começa com o Acetil CoA (Substrato relal);
Acetil CoA combina-se com o axalacetato para reduzir o citrato (6C) e a CoA
é liberada ao ligar-se novamente a um grupo acetil;
Cada ciclo ou volta utiliza-se um acetil CoA e regenara uma molécula de
oxalacetato;
Parte da energia liberada na oxidação dos átomos de carbono é utilizada
para converter ADP em ATP (uma por ciclo);
Uma molécula de FADH2 é formada a partir do FAD a cada volta do ciclo;
O oxigênio não está diretamente envolvido no ciclo;
Os elétrons e os prótons removidos durante a oxidação do carbono são
aproveitados pelo NAD+ e pelo FAD.
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Ciclo de Krebs
Oxalacetato + Acetil CoA + ADP + Pi + 3NAD+ + FAD
Oxalacetato + 2CO2 + CoA + ATP + 3NADH + 3H+ + FADH2
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Cadeia Transportadora
de Elétrons
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Cadeia Transportadora de Elétrons
Molécula de Glicose completamente oxidada;
A maior parte da energia permanece nos elétrons removidos dos átomos de
carbono a medida que forem sendo oxidados;
Os elétrons são transferidos para os carreadores NAD+ e FAD em um alto
nível energético;
Durante a cadeia de transporte de elétrons são transportados para níveis
mais baixos de energia até alcançar a molécula de oxigênio;
A energia liberada é utilizada para formar ATP a partir de ADP (Fosforilação
oxidativa);
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Cadeia Transportadora de Elétrons
Os carreadores de elétrons na cadeia transportadora de elétrons da
mitocôndria diferem do NAD+ e FAD quanto as estruturas químicas;
Alguns são conhecidos como citocromos (molécula de proteína ligada a um
anel de porfirina contendo ferro);
Cada citocromo difere em sua estrutura protéica e quandto ao nível
energético no qual ligam-se os elétrons;
Em sua forma reduzida os citocromos carregam somente elétrons;
As proteínas de ferro-enxofre são outro componente importante na cadeia
transportadora de elétrons;
O ferro não é ligado a um anel de porfirina mas sim a sulfetos ou átomos de
enxofre;
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Cadeia Transportadora de Elétrons
Resíduos de cisteína, como os citocromos, carregam elétrons não
acompanhados de prótons
As moléculas de quinona são elementos abundantes na cadeia de transporte
de elétrons;
Diferente dos citocromos e das proteínas ferro-enxofre as quinonas
carregam um elétrons e um próton;
Estes prótons podem ser lançados através da membrana mitocondrial
(espaço intermembranas);
Toda vez que uma molécula de quinona aceita um elétron de um citocromo
“captura” um próton (H+) do meio circulante;
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Cadeia Transportadora de Elétrons
Ao doar o elétron ao próximo carreador (citocromo) o próton é liberado ao
meio (gradiente eletroquímico entre membranas);
No topo da cadeia transportadora de elétrons estão os elétrons carreados
pelo NADH e FADH2;
Para uma molécula de Glicose oxidada no ciclo de Krebs produz duas
moléculas de FADH2 e seis moléculas de NADH;
Além disso a oxidação do piruvato a Acetil CoA produz duas moléculas de
NADH;
Na Glicólise são produzidas duas moléculas adicionais de NADH;
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Cadeia Transportadora de Elétrons
Os elétrons de todos os NADH são transferidos ao receptor de elétrons
Flavina mononucleotídeo (FMN) que é o primeiro componente na cadeia de
transporte de elétrons.
Os elétrons do FADH2 são transferidos a um aceptor de elétrons posterior
na cadeia (CoQ);
A medida que os elétrons fluem ao longo da cadeia transportadora de um
nível energético mais alto a um mais baixo a energia é liberada e utilizada
para gerar o gradiente de prótons;
Este gradiente conduz a produção de ATP a partir de ADP + Pi a favor do
gradiente de potencial eletroquímico através do complexo ATPsintetase;
Ao final da cadeia os elétrons são aceitos pelo oxigênio combinam-se aos
prótons (H+) formando H2O.
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Cadeia Transportadora de Elétrons
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Rendimento Energético da Respiração Aeróbica
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OBRIGADO PELA ATENÇÃO
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