relatório de krebs e cadeia

Universidade Federal de Pernambuco
Faculdade de Medicina
Departamento de Bioquímica - CCB
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO E
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Aluna: Cecília Araújo Carneiro Lima
Turma: Medicina 121
Recife, 4 de dezembro de 2006.
RELATÓRIO DE KREBS E CADEIA
1. Identifique o local celular onde ocorrem as reações da glicólise, CK, CTE.
Destaque quem participa e de onde vem.
Glicólise – ocorre no citoplasma; a glicose é o substrato, que vem principalmente da
ingestão e da degradação do glicogênio; o ATP e ADP participam como doador e receptor de
fosfato, e vêm do metabolismo energético; o NAD atua como receptor de prótons, e vem da
vitamina nicotinamida.
Ciclo de Krebs – ocorre na matriz mitocondrial; o acetil vem do piruvato, que é o produto da
glicólise; o NAD e o FAD vêm das vitaminas nicotinamida e riboflavina, respectivamente; a
coenzima A vem da vitamina A.
Cadeia Transportadora de Elétrons – ocorre na membrana interna da mitocôndria; os
elétrons vêm das oxidações do CK, o O2 vem da respiração; os citocromos são proteínas da
membrana.
2. Qual a importância da compartimentalização das reações do CK e CTE?
A importância é a regulação. Se todas as reações ocorressem no mesmo lugar, elas não
seriam controladas corretamente. Os produtos de uma etapa seriam sempre convertidos na etapa
seguinte, logo, os mecanismos de regulação estariam comprometidos.
3. Como os substratos para a CTE estão espacialmente distribuídos e por quê?
Os citocromos estão organizados em complexos, inseridos na membrana interna da
mitocôndria. O fluxo de elétrons é permitido pela ação conjunta dos citocromos, do O2, que está
recebendo os elétrons, do NADH, que está transportando os elétrons do Krebs para a cadeia, e
dos próprios elétrons, que são transportados pelos citocromos, liberando energia, e são recebidos
pelo O2, que, junto com o H+, forma H2O.
4. Como o NADH e o FADH2 estão envolvidos na CTE. Destaque como os elétrons
são doados e em que ponto da CTE isso ocorre.
O NADH e o FADH2 transportam o H e elétrons liberados no CK devido às oxidações. Os
elétrons são transferidos para os complexos de citocromos, de onde são retirados pelo O2 para
formar H2O e liberar energia.
O complexo I é uma oxirredutase, que vai oxidar o NADH presente na matriz a NAD. O H+
é transportado por uma série de compostos dentro do complexo I, até chegar à ubiquinona. O
complexo II é a succinato desidrogenase (do ciclo de Krebs), que está presente na membrana
interna da mitocôndria. Essa enzima tem o FAD como grupo prostético, e vai catalisar a
transferência de elétrons do succinato para o FAD, que os retransmite até a ubiquinona.
Da ubiquinona, os elétrons seguem pelos complexos III e IV até chegarem no O2.
5. Identifique processos de co-transportes acoplados à CTE.
Na cadeia, o fluxo de elétrons através dos complexos I, III e IV é acoplado a um fluxo de
prótons da matriz mitocondrial para o espaço intermembranoso. Esse fluxo de prótons através da
membrana vai produzir um potencial eletroquímico pela membrana mitocondrial interna, a força
próton motriz, que vai conservar a energia liberada pelas reações de transferência de prótons.
Esse potencial vai propiciar a síntese de ATP.
No complexo I, a transferência de elétrons para a ubiquinona é acoplada à transferência
endergônica de quatro prótons por par de elétrons da matriz para o espaço intermembranoso. No
complexo III, para cada par de elétrons transferidos para o O2, quatro prótons são bombeados
para fora. No complexo IV ocorre a expulsão de dois prótons para cada par de elétrons transferidos
para o O2.
6. Qual o destino do produto ou produtos da CTE?
Os produtos da CTE são principalmente a H2O e o ATP, que são utilizados em processos
metabólicos e como fonte de energia. Produtos secundários são o NAD e o FAD, que serão
reutilizados nos processos de oxidação no CK, principalmente.
7. Qual a reação crítica na CTE quanto ao fluxo de elétrons?
A reação crítica é a redução do O2 a H2O. Na ausência do O2, os elétrons acumulam-se no
complexo IV, interrompendo o fluxo e, conseqüentemente, a produção de ATP.
8. Qual a importância da membrana interna da mitocôndria para a CTE?
Na membrana interna estão os principais complexos enzimáticos da CTE. Nela estão os 4
citocromos, assim como a ATP sintase. Os citocromos são responsáveis por estabelecer um fluxo
de elétrons dos transportadores (NAD e FADH2) para o O2 e estabelecer um gradiente de prótons
entre a matriz mitocondrial e o espaço intermembranoso. A ATP sintase é responsável por
reestabelecer o fluxo de prótons do espaço intermembranoso de volta para a matriz, formando ATP
nesse processo.
9. Explique com suas palavras a síntese do ATP.
A ATP sintase é uma enzima localizada na membrana interna da mitocôndria que possui
dois sítios principais: F0 e F1. F0 é uma proteína integral de membrana, que corresponde ao único
poro na membrana interna da mitocôndria que é permeável aos prótons. Assim, o H+, que está
concentrado no espaço intermembranoso devido ao fluxo de prótons provenientes da matriz, volta
passivamente para a matriz mitocondrial através desses poros localizados na ATP sintase. Esse
transporte passivo resulta em uma mudança de conformação na enzima que vai determinar a
rotação da subunidade F1 da enzima, que possui sítios de ligação para o ADP, para o ATP, e para
nenhum dos dois (subunidades beta). Essa rotação expõe os diferentes sítios aos seus substratos,
sendo então responsável pela formação e liberação de ATP na matriz mitocondrial. A força próton
motriz também promove a liberação do produto (ATP) para o espaço intermembranoso, e dos
substratos (ADP e Pi) para a matriz.
Portanto, o gradiente de prótons gerado pela transferência de elétrons na cadeia é o
responsável pela produção de ATP pela ATP sintase.
10. Quais os pontos de intersecção entre CK, CTE e outras vias do metabolismo.
O CK é anfibólico, pois além de degradar compostos carbônicos, também participa
de processos anabólicos, pois possui intermediários da gliconeogênese (oxalacetato),
síntese de aminoácidos (oxalacetato e α-cetoglutarato), de bases nitrogenadas
(oxalacetato e α-cetoglutarato), de ácidos graxos (citrato) e de grupos heme (succinil-CoA).
A CTE está intimamente ligada ao CK, o seu “fornecedor” de elétrons, e à síntese de ATP,
seu objetivo final. Assim, a CTE controla o ritmo da degradação da glicose em etapas
anteriores (através de regulações feitas pela concentração de ATP e de outros compostos,
como os NADH ou intermediários de reações) e está relacionada com as reações
citosólicas, essenciais à vida, que necessitam da energia do ATP para acontecer.