Aula - Estudando Quimica

Aula: 14
Temática: Metabolismo aeróbio – parte II
Hoje continuaremos a estudar o metabolismo aeróbio. Boa aula!
CICLO DE KREBS (continuação)
O ciclo de Krebs é uma seqüência cíclica de reações enzimáticas que ocorre
graças à presença das enzimas chamadas desidrogenases, a produção
gradual de elétrons e prótons. Os elétrons são captados por moléculas
complexas como o NAD (Nicotinamida-Adenina-Dinucleotídeo), o FAD (Flavina
Adenina Dinucleotídeo) e os citocromos, que funcionam como transportadores
de elétrons, num processo de oxidorredução. O hidrogênio, resultante das
reações é liberado na matriz mitocondrial, sob a forma de prótons (H+). Além
dos glicídios, os lipídios e as proteínas participam do ciclo de Krebs. Os ácidos
graxos dos lipídeos, por exemplo, podem ser oxidados e quebrados em várias
moléculas de acetila, que inicia o ciclo. Os aminoácidos, por sua vez, depois de
perderem o grupamento amina (NH2) e um hidrogênio (H), podem se
transformar em ácidos que também entram no ciclo de Krebs (fig. 1).
O oposto também acontece isto por que vários produtos podem ser
necessários, sair do ciclo e tomar parte na síntese dessas substâncias. A
ingestão excessiva de açúcares, por exemplo, acarreta a produção de muitas
moléculas de dois carbonos. Esse excesso pode, então, ser usado na síntese
do ácido graxo e armazenado na forma de gordura. E por isso que um
indivíduo com dieta rica em glicídios pode acabar engordando. Assim,
podemos perceber que o ciclo de Krebs pode ser desviado em várias direções
metabólicas, dependendo das condições do organismo.
BIOQUÍMICA
Fig. 1 - Desenho ilustra os principais processos que ocorrem na respiração celular aeróbia. A
linha ao redor são os limites da mitocôndria, por fora temos o citosol. Inicialmente, ocorre a
produção de acetil-coenzima A, que entra no ciclo do ácido cítrico, no qual resulta a produção
de elétrons, prótons, CO, e pequena quantidade de ATP. Os elétrons percorrem a cadeia
transportadora de elétrons e produzem muito ATP. Os prótons se combinam com o oxigênio,
ativado pelo sistema citocromo-oxidase, produzindo água. Observe que, no citosol, 1 moI de
glicose produz 2 mols de ATP, ficando muita energia nas moléculas de piruvato. Esse piruvato
entra na mitocôndria, onde a energia restante do mol inicial de glicose é transferida para cerca
de 38 mols de ATP. Portanto, a mitocôndria aumenta muito a capacidade celular de aproveitar
a energia contida nos nutrientes. Observe, ainda, a entrada de oxigênio e ADP (adenosinadifosfato) na mitocôndria. O desenho não mostra, mas a mitocôndria necessita também de Pi
(fosfato inorgânico) para que o ADP seja transformado em ATP.
A tabela abaixo está apresenta um resumo das reações produtoras de energia
no ciclo de Krebs.
BIOQUÍMICA
Reação
ATP
Rendimento/mol de acetato
Isocitrato → α-Cetoglutarato + CO2
3
α-Cetoglutarato → Succinil-CoA +
3
CO2
1
Succinil-CoA → Succinato + CO2
2
Succinato → Fumarato
3
Fumarato → Oxaloacetato
Total
12
No passo seguinte ao ciclo de Krebs, ocorre a Fosforilação Oxidativa, onde os
elétrons liberados na reoxidação de NADH e FADH2 fluem através de uma série
de proteínas de membrana (cadeia transportadora de elétrons), gerando um
gradiente de prótons através desta membrana. Estes prótons fluem a seguir
através da ATP-sintetase, gerando ATP a partir do ADP e de fosfato
inorgânico. O oxigênio é necessário indiretamente para o ciclo do ácido cítrico,
visto que ele é o aceptor final da cadeia transportadora de elétrons, necessário
para regenerar NAD e FAD.
O ciclo, em conjunto com a fosforilação oxidativa, fornece a maior parte da
energia utilizada pelas células aeróbias, nos seres humanos mais de 95%. Ele
é altamente eficiente devido a um número limitado de moléculas que pode
gerar grandes quantidades de NADH e FADH2. Observe que molécula de
quatro carbonos, oxaloacetato, que inicia o ciclo, é regenerada ao final de uma
passagem. O oxaloacetato atua cataliticamente: ele participa na oxidação da
acetila, mas é ele próprio regenerado. Portanto, uma molécula de oxaloacetato
é capaz de participar da oxidação de muitas moléculas de acetila.
Na próxima aula veremos a fosforilação oxidativa e transporte de
elétrons. Até lá!
BIOQUÍMICA