aula cadeia respiratória
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Cadeia Transportadora de Elétrons MitocondrialTRANSCRIPT
CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
Profª: Dra. Aline Souza
Conteúdo da aula
1. Visão geral do Metabolismo Oxidativo 2. Revisão do Ciclo do Ácido Cítrico 3. Visão geral da Cadeia Transportadora de Elétrons 4. Componentes da CTE 5. Transporte de elétrons 6. Fosforilação Oxidativa 7. Lançadeiras 8. Inibidores/Desacopladores 9. Rendimento Energético 10. Correlações Clínicas
Visão Geral do Metabolismo Oxidativo
Citrato
Succinato Fumarato
Oxaloacetato
Cadeia Respiratória
Acetil-CoA
Aminoácidos
Glicose
Ácidos
Graxos
Estágio 1: Produção de Acetil-CoA
Estágio 2: Oxidação de Acetil-CoA
NADH FADH Estágio 3:
Transferência de elétrons e fosforilação 2 H+ + ½ O2
H2O
ATP ADP
Ciclo do Ácido Cítrico
Visão geral da Cadeia Transportadora de Elétrons
Espaço intermembranas
Matriz mitocondrial
Mitocôndria
Transportadores Mitocondriais
Componentes da CTE
CTE
Fixos
Complexos Proteicos
Ptn
Fe-S
Grupo heme
Móveis
Ubiquinona Citrocomo c
Coenzimas
NADH FADH2
Estrutura dos Complexos da CTE
Complexo I
Complexo III Complexo IV
Complexo II
Ubiquinona ou Coenzima Q
Ubiquinona (Q) (Totalmente oxidada)
Radical Semiquinona (.QH)
Ubiquinol (QH2) (Totalmente reduzida)
Estrutura do NAD+ e NADH
Adenina
Nicotinamida
Ribose
Estrutura do FAD e FAD(2)H Flavina
Adenina
Reação de Óxido-Redução
Tipos de Reações de Óxido-Redução
1. Reações de transferência apenas de elétrons
2. Reações de transferência de elétrons e prótons
Complexo I: NADH desidrogenase
Complexo II: Succinato desidrogenase
Succinato Fumarato
Matriz
Espaço intermembranas
Entrada de equivalentes redutores da β-oxidação
FTE:Q oxidorredutase
Ácido graxo Enoil-CoA
Acil-CoA desidrogenase
FTE
FTE= Flavoproteína transferidora de elétrons
Papel da Ubiquinona
Ubiquinona
Complexo I
NADH desidrogenase
Complexo II
Succinato
desidrogenase
Acil-CoA desidrogenase
Complexo III: Citocromo bc1
Espaço intermembranas
Matriz mitocondrial
Oxidação do primeiro QH2
Oxidação do segundo QH2
Complexo IV: Citocromo c oxidase
Fluxo de Elétrons
NADH NAD+
FMN
Fe-S
Succinato Fumarato
FAD
Fe-S
Cit c1
Fe-S Cit a
Cit a3
O2 2 H2O
QH2
Cit c
Fluxo de Prótons
Fosforilação Oxidativa
Força
Próton-Motriz
Alteração Conformacional
Síntese de ATP
Acoplamento Quimiosmótico
Acoplamento Conformacional
Fosforilação Oxidativa ATP sintase (Complexo V)
Acoplamento Quimiosmótico
Acoplamento Conformacional
O =open β Vazia
L = loose Ligação fraca
βADP
T = tight Ligação forte
βATP
Catálise Rotacional
http://www.iubmb-nicholson.org/swf/ATPSynthase.swf
Como o NADH produzido no citosol entra na CTE?
Lançadeira Malato-Aspartato
Espaço Intermembranas
Matriz
Aspartato aminotransferase
Aspartato aminotransferase
Transportador Glutamato-Aspartato
Transportador Malato-α-
cetoglutarato
Malato Malato
Glutamato Glutamato
Aspartato Aspartato
α-cetoglutarato α-cetoglutarato
Malato desidrogenase
Malato desidrogenase
Oxaloacetato Oxaloacetato
Lançadeira Glicerol-fosfato
Glicólise
Glicerol 3-fosfato
Diidroxiacetona fosfato
Glicerol 3-fosfato desidrogenase mitocondrial
Glicerol 3-fosfato desidrogenase
citosólica
Transportadores Mitocondriais
Fosfato translocase
Adenina nucleotídeo translocase
Espaço intermembranas
Matriz
Como a CTE pode ser inibida
Inibidores da CTE
Rotenona Amital
Malonato
Antimicina A
Cianeto(CN-) Azida (N3
-) Monóxido de carbono (CO)
Oligomicina
Desacopladores da CTE
Dinitrofenol
DNP - Pílula da Dieta
“A maioria de nós não acredita que um
comprimido de emagrecimento
poderia nos matar.”
Desacopladores da CTE
Valinomicina
Espaço intermembranas Matriz
Desacopladores da CTE
Rendimento Energético da Oxidação da Glicose
2 Piruvato
2 Acetil-CoA
1 NADH = 2,5 ATP
1 FADH2 = 1,5 ATP
Glicose
5 ATP
5 ATP
15 ATP
3 ATP
Por que o rendimento da oxidação da glicose pode
ser de 30 ou 32 ATPs?
Resumo da CTE
http://highered.mheducation.com/sites/0072507470/student_view0/chapter25/animation__electron_transport_system_and_atp_synthesis__quiz_1_.html
Qual a importância médica deste processo?
Correlações Clínicas
Cadeia
Transportadora
De Elétrons
Doenças OXPHOS
Doenças associadas a EROs
Doenças OXPHOS
• Causas Mutações no mtDNA ou nDNA
Doenças OXPHOS por mutações no mtDNA
1. Síndrome de Kearns-Sayre 2. Síndrome de Pearson 3. MERRF - Epilepsia mioclônica e doença de fibras rajadas
de vermelho 4. MELAS - Miopatia mitocondrial, encefalopatia, acidose
láctica e episódios semelhantes a AVC 5. Doença de Leigh - Encefalopatia necrotizante subaguda 6. LHON - Neuropatia óptica hereditária de Leber
Doenças OXPHOS
• DNA nuclear maioria das 1000 ptn necessárias para CTE
• Diferenças: • nDNA autossômica recessiva • mtDNA herança materna
• Maior evidência das doenças OXPHOS:
a) Tecido Nervoso b) Coração c) Músculo Esquelético d) Rins
LHON
Artigo: Revista de Neurociências
http://revistaneurociencias.com.br/edicoes/2001/RN%2009%2002/Pages%20from%20RN%2009%2002-4.pdf
Formação de Espécies Reativas de Oxigênio O2
O2-
H2O2
H20 + OH.
H20
1 e-
1 e- + 2 H+
1 e- + 1 H+
1 e- + 1 H+
Superóxido
Peróxido de Hidrogênio
Hidroxil
Onde ocorre formação de EROs na CTE?
Principal sítio de formação de EROs na CTE
Ubiquinona (Q) (Totalmente oxidada)
Radical Semiquinona (.QH)
Ubiquinol (QH2) (Totalmente reduzida)
Fontes de Radicais Livres
Quais os danos causados por EROs?
Lipoperoxidação
Lesão ao DNA
Dano às proteínas
Estados Patológicos Associados a EROs
Radicais
Livres
Respiratório
- Bronquite enfisematosa
- Asma
SNC
- Parkinson
- Alzheimer
- ELA
Circulatório
-Aterosclerose
- Trombose
- Hipertrofia
Urinário
- Insuficiência Renal Aguda
Multiórgão
- Câncer
-Envelhecimento
- Isquemia
Digestório
- Doença hepática
- Pancreatite
Doença de Parkinson
Artigo: Revista da Associação Médica Brasileira
http://www.scielo.br/pdf/ramb/v43n1/2075.pdf
Lehninger
Marks
Devlin
OBRIGADA!