RESPIRAÇÃO CELULAR - cursinho [Modo de Compatibilidade]

Prof. Msc. Cleysyvan Macedo
Compostos Energéticos
O
X
I
D
A
Ç
Ã
O
Compostos Pobres em Energia
(CO2, H2O, NH4+)
FOSFORILAÇÃO
LUMINOSA - Fotossintética
NH2
N
QUÍMICA
N
N
N
O-
O-
O-
I
I
I
- Em Nível do Substrato
- Oxidativa
O H2CO - P - O - P - O - P - O
HO
II
II
II
O
O
O
OH
Adenosina-trifosfato
(ATP)
2-
ATP
ADP + Pi
2-
HPO4
HPO4
QUÍMICA
NH2
N
LUMINOSA
N
N
N
O-
O-
I
I
O H2CO - P - O - P - O
HO
II
II
O
O
MECÂNICA
ELÉTRICA
OH
Adenosina-difosfato
(ADP)
OSMÓTICA
Visão Geral do Metabolismo
Etapas da respiração celular
A respiração celular envolve quatro etapas
distintas:
Glicólise – Quebra da glicose (6C)
Ciclo de Krebs ou ciclo do ácido cítrico
Cadeia transportadora de elétrons
Fosforilação oxidativa
Glicólise:
-
-
-
Local: ocorre no citosol
sem a participação do
O2;
Objetivo: transformar a
glicose (C6H12O6) em
duas moléculas de ácido
pirúvico (C3H4O3);
Produtos: 2 ATP e
NADH2.
Glicose
Glicose-6fosfato
Frutose-6-fosfato
Frutose-1,6-bifosfato
Gliceraldeído-3-fosfato
Diidroxiacetona fosfato
Fase Preparatória
Fosforilação da glicose e
sua conversão para
gliceraldeído-3-fosfato
Gliceraldeído-3-fosfato
(2)
1,3-bifosfoglicerato
(2)
3-fosfoglicerato
(2)
2-fosfoglicerato
(2)
fosfoenolpiruvato (2)
piruvato (2)
Fase de
Pagamento
Conversão do
gliceraldeído - 3fosfato para piruvato
e formação acoplada
de ATP
...mas como não há a presença de O2...
Há a formação de 2 NADH2 e o ÁCIDO PIRÚVICO penetra nas
MITOCÔNDRIAS.
C6H1206 (glicose)
Gasto de 2 ATP
2 C3H4O3 + 4 ATP + 2 NADH2
Para
ultrapassar a
membrana
mitocondrial há
gasto de 2
ATP!!!
Ciclo de Krebs: “ciclo do
ácido cítrico”.
Local:
matriz
mitocondrial;
- Objetivo:
desidrogenar e
descarboxilizar
a molécula do
ácido pirúvico;
- Produtos: ATP,
NADH2, FADH2
e CO2.
-
Acetil-CoA
C2
NADH + H+
Citrato
Oxaloacetato
C4
C6
Isocitrato
C6
Malato C4
NADH + H+
CO2
C5 α-cetoglutarato
NADH + H+
C4
Fumarato
FADH2
C4
C4
Succinato
Succinil CoA
GTP = ATP
CO2
Ciclo do Ácido Cítrico (Krebs)
Cadeia Respiratória:
Local: Cristas
Mitocondriais
- Objetivo:
Desfecho da
produção
energética.
- Produtos:
H2O + 34 ATP’s
-
NADH + H+
NAD+
C.R.
Complexo I
Complexo
II
Succinato - Q
Redutase
Succinato
FMN
Fe - S
FADH2
Fe - S
Fumarato
NADH - Q
Redutase
Q
Complexo III
cit b
Fe - S
cit c1
Q - cit c
Redutase
Cit c
Complexo IV
cit a
cit a3
2 Cu2+
2H+ + 1/2 O2
Citocromo
Oxidase
H2O
Mecanismos de Proteção Contra Espécies
Reativas do Oxigênio (Radicais Livres)
• Redução Incompleta do O2
H+
eO2
O2
-
HO2
O2
HO2
H2O2
• Mecanismos de Proteção
H2O2
2H+
2O2
H2O2
Superóxido
dismutase
+ O2
H2O + O2
Catalase
NADH + H+
NAD+
Complexo I
Complexo
II
Succinato - Q
Redutase
Succinato
FMN
Fe - S
FADH2
Fe - S
Fumarato
NADH - Q
Redutase
Amital
Rotenona
Q
Complexo III
cit b
Fe - S
cit c1
Q - cit c
Redutase
Antimicina A
Cit c
Complexo IV
cit a
cit a3
2 Cu2+
2H+ + 1/2 O2
Citocromo
Oxidase
H2O
CNCO
H2S
Resuminho, até agora...
MATRIZ
CRISTAS
ATP
ADP + Pi
MATRIZ
F1
MEMBRANA
INTERNA
ESPAÇO
INTERMEMBRANAS
FO
ATPase de E. coli
ESPAÇO
INTERMEMBRANAS
H+
H+
H+
+
+
+
+
I
H+
-
H+
+
+
+
-
-
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
IV
III
-
H+
-
-
-
-
H+
MATRIZ
ADP + Pi
H+
ATP
-
Aplicações Biológicas do Gradiente
de H+
Fermentação Alcoólica
Realizado por bactérias e fungos.
Produto final: álcool etílico (C2H5OH)
Produção de cerveja e pão.
CO2
Álcool etílico (2C)
Piruvato (3C)
2 H+
2 NADH2
2 NAD
Glicolise
Fermentação Lática
Realizado por bactérias, fungos, protozoários
e nos músculos.
Produto final: ácido lático (C3H6O3)
Ocorre no músculo quando a quantidade de
O2 não é suficiente, o acúmulo de ác. Lático
provoca a câimbra.
Ácido lático (3C)
Piruvato (3C)
2 H+
2 NADH2
2 NAD
Glicolise