bioquÍmica i 1º ano de medicina ensino teórico 2007/2008 17ª aula teórica fosforilação...
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BIOQUÍMICA I
1º ano de Medicina
Ensino teórico
2007/2008
17ª aula teórica
Fosforilação oxidativa II
19-11-07
Capítulo 18 – Stryer, Biochemistry, 5ª edição
Objectivos
Descrever a síntese de ATP e explicar o envolvimento da força protomotriz (Teoria quimiosmótica)
Analisar os mecanismos de controlo da fosforilação oxidativa
Explicar o efeito de inibidores e desacopladores da cadeia respiratória mitocondrial
Avaliar a formação de espécies reactivas de oxigénio (ROS) e stresse oxidativo
Molecular Cell Biology 4.0 1602 (CRM)
Utilização do gradiente protónico para a síntese de ATP
Espaço intermembranar
Potencial membrana mitocondrial (m) elevado (-180 mV)
Gradiente de protões+
Potencial eléctrico
Força ‘proto-motriz’
Teoria Quimiosmótica
Fluxo de H+
pH (gradiente H+)
e
m = potencial MIT
(gradiente eléctrico)
FADH2
UQH2
2
3 H+
Síntese de ATP(ATP sintetase)
Os H+ fluem para a matriz via F0 rotação de c e alteração conformacional de F1 () síntese de ATP
Síntese de ATP:
Rotação de c (F0) – fluxo H+
+Alteração conformacional de associada a ()
Síntese de ATP (F1): Produção de 3 ATP por cada volta completa da subunidade
Síntese de ATPSíntese de ATP
Translocase ATP/ADP (= ANT)
Sistema da fosfato translocase: simporte de H2PO4
- e H+ para a matriz
Para a produção de 1 ATP são transportados
4H+ para a matriz
3
Molecular Cell Biology 4.0 1603 (síntese ATP)
O consumo de oxigénio depende O consumo de oxigénio depende da presença de ADPda presença de ADP
Produção de ATP após oxidação de NADH e FADH2
Síntese de 1 ATP (ATPsintetase): 3 H+ voltam à matrizSimporte H2PO4
-/H+: 1 H+ volta à matriz 4 H+/ 1 ATP
1 FADH2 8 H+ na matriz
8/4 fluxo de 2 ATP/FADH2
1 NADH 12 H+ na matriz
12/4 fluxo de 3 ATP/NADH
Se 1 FADH2 6 H+ na matriz
6/4 fluxo de 1,5 ATP/FADH2
Se 1 NADH 10 H+ na matriz
10/4 fluxo de 2,5 ATP/NADH
+ 32
36
Se “shuttle” NADH é malato/aspartato > nº moléculas ATP (38)
Oxidação completa da GlucoseOxidação completa da Glucose
Síntese de ATPGlicólise C. Krebs Fosforilação oxidativa
FCCPDNP (2,4-dinitrofenol)
Desacopladores da CRMDesacopladores da CRM
Proteínas desacopladoras UCP-(1-5)
Activação da UCP-1 e adaptação ao frioActivação da UCP-1 e adaptação ao frio
Proteínas desacopladoras (Termogenina)- hibernação, recém-nascidos, adaptação ao frio
- UCP-1 (tecido adiposo castanho)- UCP-2; UCP-3 (músculo esquelético); UCP-4; UCP-5
Boudina et al., Physiology (2006), 21: 250-258Mitochondrial uncoupling: a key contributor to reduced cardiac efficiency in DiabetesMitochondrial uncoupling: a key contributor to reduced cardiac efficiency in Diabetes
Activação da UCP e eficiência cardíacaActivação da UCP e eficiência cardíaca
Produção de radicais livres pela mitocôndriaProdução de radicais livres pela mitocôndria
Inibidores da CRM
Grazina M & Oliveira CR, Envelhecer Vivendo, 2001
Pi
ADP
I
II
IIIIV
H+ H+ H+ H+
ATP
2 e-
NADHSUCCINATO
QQ CC
MEM
MIM
Matriz rotenona, amital
Malonato3-NP
anti
mic
ina
CN-, azida
oligomicina
H2O
QHQH
QHQH22
OO22
OO22.-.-
HH22OO22
MnSOD
Fe2+
..OHOH
2 e-
2 e-
e-
e-
OO22
O2
Sub-unidades
MRC
danificadas
e-
H2O
Catalase
GSSG
GSHR SeGlPx2 GSH
Falência EnergéticaFalência Energética
Morte CelularMorte Celular
ONOOONOO--.NO
mtDNAmtDNA
G3P DHAPG3PDHm
2 e-
ESPÉCIES
REACTIVAS
DE OXIGÉNIO
(ROS)
DEFESAS
ANTIOXIDANTES
STRESS OXIDATIVO
MORTE CELULAR
Glutatião peroxidase
Glutatião reductase
Catalase
Superóxido dismutase
GSH
Vit C, E
HO●
O2●-
H2O2
…
Lesão de ácidos nucleicos lípidos proteínas
Stresse Oxidativo Stresse Oxidativo
ROSROS
AntioxidantesAntioxidantes
DOENÇA DE DOENÇA DE ALZHEIMERALZHEIMER
Teoria dos radicais livres
Factores Genéticos
Factores Ambientais
ROROSS
ROSROS
Declínio da função mitocondrial ao longo Declínio da função mitocondrial ao longo da idadeda idade
NEURODEGENERESCÊNCIANEURODEGENERESCÊNCIA
Teoria mitocondrial
DOENÇA DE DOENÇA DE ALZHEIMERALZHEIMER
CITOPATIAS CITOPATIAS
MITOCONDRIAIS OU MITOCONDRIAIS OU
DOENÇAS DA DOENÇAS DA
CRM/OXPHOSCRM/OXPHOS
• Todas as células necessitam de ATP
• Diferentes tecidos com diferentes
necessidades energéticas
• NÍVEL ENERGÉTICO CRÍTICO PARA
O APARECIMENTO DA DOENÇA
Münnich et al., 2001
Mitocôndria Central energética das células
Bibliografia AdicionalBibliografia Adicional
Hidratos de carbono:Hidratos de carbono:- Lehninger, 3ª Ed, 2000, Cap.9- Lehninger, 3ª Ed, 2000, Cap.9- McKee, 3ª Ed, 2003, Cap.7McKee, 3ª Ed, 2003, Cap.7- Devlin TM, 4ª Ed, 1997, Cap. 8Devlin TM, 4ª Ed, 1997, Cap. 8
Glicólise, glicogenólise, via das pentoses:Glicólise, glicogenólise, via das pentoses:- Lehninger, 3ª Ed, 2000, Cap.15- Lehninger, 3ª Ed, 2000, Cap.15- McKee, 3ª Ed, 2003, Cap.8McKee, 3ª Ed, 2003, Cap.8- Devlin Devlin TM, 4ª Ed, 1997, Cap. 7-8TM, 4ª Ed, 1997, Cap. 7-8
PDH, TCA:PDH, TCA:- Lehninger, 3ª Ed, 2000, Cap.16 (até pág 588)- Lehninger, 3ª Ed, 2000, Cap.16 (até pág 588)- McKee, 3ª Ed, 2003, Cap.9McKee, 3ª Ed, 2003, Cap.9- Devlin Devlin TM, 4ª Ed, 1997, Cap. 6TM, 4ª Ed, 1997, Cap. 6
Fosforilação oxidativa:- Lehninger, 3ª Ed, 2000, Cap. 19, pp 659-689- McKee, 3ª Ed, 2003, Cap. 10, pp 298-330- Devlin TM, 4ª Ed, 1997, Cap. 6- Baynes JW, 2ª Ed, 2005, Cap. 8
BIOQUÍMICA I
1º ano de Medicina
Ensino teórico
2007/2008
18ª aula teórica
REVISÕES
20-11-07