Cadeia Transportadora de Elétrons e Fosforilação Oxidativa - Aula completa.

aí está bem-vindos e bem-vindas a mais uma aula de bioquímica a nossa aula de hoje será sobre a cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa uma das coisas mais fantásticas que acontece na Biologia vocês vão ver nessa aula de hoje que é essa questão da cadeia transportadora tá vinculado com a fosforilação oxidativa e ali acontece algumas coisa olha que as pessoas que descobriram o que acontece ali realmente mereceram os prêmios que elas ganharam Vamos ver que que elas descobriram vem comigo nessa jornada vamos embora a cadeia transportadora de elétrons e a fosforilação oxidativa acontec aonde

na mitocôndria então a mitocôndria é a organela que contém tudo o que é necessário para compartimentalizar aí a cadeia transportadora de elétrons e para acontecer a fosforilação oxidativa vamos dar mais alguns detalhes sobre a mitocôndria Vamos estudar ela um pouquinho então Aqui nós temos a ilustração da mitocôndria nós temos uma membrana externa que é a principal característica que que eu quero destacar aqui da membrana externa É algumas proteínas aqui ó esses pontinhos que são chamadas são as proteínas porinas Qual que é a função das porinas é criar um canal né então ela vai formar um

barrilzinho aonde algumas moléculas passarão para chegar no espaço intermembranas quais moléculas passam bom moléculas pequenas íons prótons e assim por diante Ok então é uma membrana que é mais permeável é que ela seja impermeável é uma membrana que tem uma permeabilidade seletiva agora nós vamos paraa outra membrana que é a membrana interna mas não contem para ninguém tá eu acho muito mais interessante a membrana interna do que a membrana externa por quê primeiro porque ela cria umas estruturas tipo essa aqui ó isso aqui a gente chama de invaginação nessa extremidade aqui dessa invaginação a gente

vai chamar de cristas Por que que é tão interessante essa estrutura porque aqui pessoal tem uma carga muito grande de proteínas elas ficam elas estão as proteínas estão vinculadas na membrana interna da mitocôndria E aí por exemplo as enzimas da cadeia transportadora de elétrons estão nessa estrutura a tp sintase tá nessa estrutura e além do mais tem diversos transportadores que vão fazer o transporte de entrada e de saída de moléculas do lado da Matriz mitocondrial pro lado externo Então realmente a membrana interna Ela é bem curiosa a gente diz que ela é mais impermeável na

verdade ela é bem impermeável E ela é bem mais seletiva que a membrana externa para o que entra e o que sai no espaço aonde o espaço que é solúvel dentro da dentro da mitocôndria a gente chama de Matriz mitocondrial Tá o que que tem na matriz bom também é um espaço muito interessante onde nós vamos encontrar o complexo da piruvato desidrogenase que é aquele complexo que converte piruvato a cocá vocês viram isso lá no na a do ciclo de creves do ciclo do ácido cítrico que por coincidência já que eu falei nele acontece também

aqui na matriz mitocondrial ou seja todas as enzimas Para acontecer o ciclo estão aqui na matriz mitocondrial aí nós vamos encontrar aqui também enzimas para a beta oxidação que é a oxidação de ácidos graxos enzimas para a oxidação de aminoácidos e agora para tudo para tudo nós vamos encontrar DNA A possui o seu próprio DNA Além disso tem ribossomos também Então olha só que interessante aqui tá o ribossomo é uma organela interessantíssima e tem muita coisa acontecendo dentro das nossas mitocôndrias nos livros a gente tá acostumado a ver essa imagem de mitocôndria esse tipo que

parece um feijãozinho uma coisa meio sem graça meio sem sal né na verdade as mitocôndrias as chamadas casa de máquina das células são bem mais interessantes que isso bem mais interessantes obviamente que no Livro ele busca didática né então por isso tem essa essa coisa meio sensal aqui mas agora vou mostrar uma coisa mais interessante para vocês tá sobre mitocôndrias primeira coisa cada tecido cada célula do nosso corpo possui lá suas mitocôndrias obviamente para aquelas células que possuem mitocôndria não vai achar que em eritrócito tem mitocôndria não tem lembra disso te liga não tem mitocôndria

em eritrócito por favor Tá mas para aquelas células que possuem mitocôndrias e aqui eu tenho um exemplo do músculo cardíaco poderia ser também uma célula de de hepatócito uma célula de hepatócito bom poderia ser um epats que é uma célula do fígado essas essas células normalmente possuem bastante mitocôndria aonde acontece metabolismo oxidativo normalmente tem bastante mitocôndria Ok e cada tecido possui sua mitocôndria característica o formato é diferente não pensem que toda a mitocôndria é aquele formatinho feijão sem graça do livro na verdade aquele formato Lá é bem comum a gente encontrar no fígado mas olha

só no tecido cardíaco Olha como as mitocôndrias elas estão organizadinhas aqui ó aqui do lado esse aqui bem mais interessante essa ilustração né percebam que a mitocôndria ela Abraça ela forma um anel em volta da cauda do espermatozoide né uma característica bem interessante e outra coisa que acontece também é que ocorre uma migração ou uma uma maior concentração de mitocôndria em um local que a célula precisa de mais mais energia por exemplo então tem existe todas essas questões de flexibilidade metabólica da mitocôndria que elas são muito interessantes e por fim eu quero mostrar esse pequeno

vídeo aqui para vocês da movimentação das mitocôndrias porque eu falando aqui é uma coisa mas agora vocês vendo o vídeo é completamente diferente é chocante na verdade é incrível nessa célula aqui uma célula humana não sei dizer qual célula é mas ela eh a gente vê aqui um núcleo celular a gente vê também o a a membrana marcada em roxo e nós temos as mitocôndrias que estão na cor amarela vocês percebam agora a movimentação dessas mitocôndrias então eu vou dar o play aqui vamos ver olha só a movimentação impressionante né nesse vídeo ilustrativo nós vamos

ter uma noção de como as coisas acontecem na mitocondria como tem um grande número de coisas acontecendo ao mesmo tempo quando a gente aprende né e e ler sobre os complexos da cadeia transportadora síntese de ATP na verdade a gente vê tudo separadinho né de uma maneira bem didática aqui na mitocôndria vocês vão perceber que claro que existe uma uma organização das coisas mas tem muita coisa acontecendo ao mesmo tempo é muita troca de informação muita proteína muito complexo Então a gente vai ter uma ideia muito próxima do que que tá acontecendo realmente dentro das

nossas mitocôndrias vamos ver então Aqui nós temos uma visão geral da mitocôndria com a aproximação nós conseguimos ver melhor a membrana externa e o espaço intermembranas nós vemos uma série de estruturas coloridas que são diferentes proteínas então percebo a riqueza de proteínas agora por essa imagem nós conseguimos ver a membrana interna e o espaço intermembranas tudo que está na cor azul são os complexos da cadeia transportadora de elétrons o que está em vermelhinho são os ATP sintas e o que está em amarelo é o ATP Nós também podemos visualizar num azul mais claro o ciclo

do ácido cítrico em ação e agora nós temos um destaque para a cadeia transportadora de elétrons com aproximação fica mais fácil a gente visualizar o espaço intermembranas que possui uma alta concentração de prótons na cor vermelha agora é possível visualizar a ATP sintase em funcionamento e uma das características da ATP sintase é a catálise rotacional a transferência dos prótons que estão no espaço intermembrana para matriz mitocondrial é o que impulsiona a rotação da ATP sintase E então na aula de hoje nós vamos entender como toda essa maquinaria funciona para formar ATP para as nossas células

esse slide aqui tem o objetivo de demonstrar aonde estão sendo gerados os elétrons e para onde eles vão tá é uma maneira de eu dar um contexto geral para vocês para vocês entenderem porque se eu largo só uma formação de Cadê transportadora de elétron fica faltando etapas né então Quero mostrar aqui o seguinte para vocês aonde surgiram os elétrons e para onde eles vão para fazer um sentido na nossa para construir o nosso pensamento né Então essa imagem aqui é uma imagem do livro do lenninger da das três etapas da respiração celular mas o que

eu quero que vocês vejam com atenção aqui com carinho é o seguinte durante a etapa de oxidação de nutrientes Olha o que acontece elétrons são removidos e esses elétrons serão transferidos com auxílio né essa reação vai acontecer graças a uma enzima chamada desidrogenases as desidrogenases vão transferir elétrons e prótons para os carreadores carreadores Quem são nadh e fadh2 é que eles estão na sua forma reduzida né se estão reduzidos estão com elétrons estão carreando elétrons Então é assim é basicamente isso que eu queria mostrar para vocês pessoal os elétrons são formados nas fases de oxidação

e aí esses elétrons deverão ser oxidados na cadeia transportadora de elétrons serão transferidos para essa cadeia ok O que é a cadeia transportadora de elétrons Me acompanhe aqui nessa ilustração nós temos uma imagem gigantesca de uma mitocôndria e nessa mitocôndria esses pontos azuis aqui essas estruturas azuis representam as proteínas da cadeia transportadora de elétrons Vamos dar um zoom aqui para ficar bem perto pra gente visualizar bem isso Então olha só nós temos o complexo um complexo 2 complexo 3 Complexo 4 são proteínas tá são proteínas que elas estão ancoradas na membrana interna da mitocôndria certo

nós temos a matriz mitocondrial e Aqui nós temos o chamado espaço intermembranas então esses elétrons vão ser transferidos para quem Para a cade transportadora de elétrons acompanhe a setinha vermelha olha só aqui tem um FAD H2 também vindo ó Então tá trazendo elétrons também então esse elétron que veio do NAD H é transferido para o complexo um E aí ele vai lá pro complexo três complexo 4 e aonde ele vai parar esse elétron ele é unido a uma molécula de oxigênio resultando na formação de água tá então o elétron aquele que foi oxidado no nutriente

vai parar lá na água a gente chama essa água de água metabólica Então essa é a cadeia transportadora de elétrons agora nós vamos para o outro tema da nossa aula que é a fosforilação oxidativa e o que é a fosforilação oxidativa Eu desenhei esse retângulo aqui esse quadrado não sei bem e coloquei algumas informações dentro dele então olha só transferência de elétrons pela cadeia transportadora de elétrons Então olha só a fosforilação oxidativa está está diretamente relacionada e associada com a cadeia transportador de elétrons já é uma informação importante aqui que eu tô dando tá essa

transferência de elétrons faz com que ocorra um Gradiente eletroquímico e esse Gradiente vai ser utilizado para formar ATP a partir de ADP mais pi então de maneira simplificada fosforilação oxidativa é o processo que utiliza transferência de elétrons para sintetizar ATP então agora sabendo de onde surgem os elétrons fica mais fácil a gente entender para onde eles vão e como as reações vão acontecer então vamos lá os carreadores transferiram os elétrons para a cadeia transportadora de elétrons e aqui o que que vai acontecer para cada cada elétron que é transferido Entre esses transportadores aí de elétrons

né que fazem essa transferência de elétrons ali na cadeia isso vai liberando uma quantidade de energia e essa energia que é liberada é utiliz é utilizada para fazer o bombeamento dos prótons da Matriz para o espaço intermembranas Ok isso vai acabar então resultando num Gradiente que é super importante que é um Gradiente eletroquímico elétrico elétrico porque nós vamos ter uma alteração de carga e químico porque nós temos o próton sendo acumulado aqui então o gradiente eletroquímico isso vai acabar resultando em um potencial de membrana o gradiente eletroquímico que foi formado ele vai gerar uma grande

força que será utilizada para impulsionar os prótons de volta para a matriz a gente chama isso de força próton motriz tá então nós tínhamos uma energia armazenada aqui e essa energia aqui vai ser dissipada através de uma enzima que é a ATP sintase se você fizer uma comparação aqui eu tenho uma uma represa tá essa represa aqui ela contém uma energia potencial muito alta aqui dessa água que tá tá represada não é então o raciocínio aqui é muito semelhante aqui eu tenho uma energia que está represada uma energia armazenada então se eu for liberando aos

poucos aqui através de um canal de uma comporta essa essa energia aqui vai sendo dissipada e eu posso utilizar essa energia aqui com algum propósito Ok então esse contexto geral eu chamo de força próton motriz galera vamos pensar juntos aqui tá eu tô falando para você o seguinte os elétrons do nadh são transferidos para uma cadeia e os elétrons no final da cadeia vão acabar se ligando a oxigênio formando água não seria mais fácil os elétrons do nadh ser transferidos diretamente para a molécula de oxigênio isso não daria certo sabe por quê Porque o oxigênio

ele é muito eletronegativo ele tem uma alta capacidade de atrair elétrons Então o que aconteceria nesse caso é que os elétrons do nadh iriam de encontro ao oxigênio com tanta força que a gente acabaria tendo uma explosão ou se não tivesse uma explosão ia ter uma liberação muito grande de calor que seria inviável pra célula inviável para a mitocôndria então é basicamente isso seria uma reação não controlada que poderia terminar em comb então de Fato liberaria muito calor então não pode o elétron do nadh não pode ser transferido diretamente para o oxigênio tá porque explode

basicamente é isso então Quais foram as estratégias que foram adotadas pelas células para extrair o máximo possível de energia do elétron sem que ocorresse uma combustão a estratégia foi bem simples é realizar a transferência dos elétrons em etapas ou seja aquilo que eu mostrei para vocês lá na na imagem anterior da cadeia transportadora de elétrons nada mais é do que diferentes etapas então elétron vai sendo transferido pelos complexos e a cada etapa vai sendo liberado um pouco de energia um pouco da energia vai ser investida na na no bombeamento dos prótons para o espaço intermembranas

e um pouco de energia é liberada na forma de calor Então a gente tem um controle são reações controladas de liberação de energia que vão ser investidas para a síntese de ATP então Vocês pegaram a visão né o elétron ele precisa ser transferido em etapas para ele ir liberando energia lentamente e tudo mais ok bom mas como que o elétron não desanda e sai desse caminho e vai se ligar o oxigênio Por que que o elétron tem um caminho a ser seguido E por que que ele respeita esse caminho até chegar no oxigênio que que

define isso quais são as características das moléculas que definem isso isso na verdade é bem simples tá aqui na cadeia transportador de elétrons aquelas aquelas estruturas aquelas proteínas elas estão organizadas de uma maneira sequencial de uma maneira gradual a molécula de uma extremidade ela tem o maior potencial redox do que a outra então eu vou desenhar aqui uma bolinha pequena e uma bolinha grande tá o que acontece o elétron ele vai ser entregue para essa molécula aqui ok vamos supor que isso aqui é uma das etapas ali da Cadê transportadora de elétron é uma proteína

que pertence à cadeia transportadora de elétrons então o elétron foi transferido para essa essa proteína o que acontece que esse elétron aqui vou desenhar como e tá em uma molécula que tem uma baixa afinidade por elétron é Eu desenhei ela pequena Por isso tá para demonstrar que é uma baixa afinidade por elétron essa molécula aqui representada por uma bolinha grande ela tem uma alta afinidade por elétron ou seja ela tem um alto potencial redox esse potencial redox funciona como um atrativo para o elétron ser transferido para ela então sempre na cadeia transportadora de elétrons é

o seguinte a estrutura que vai receber o elétron ela tem um potencial redox superior em relação à molécula que tá doando Ok então o potencial redox é uma medida de afinidade eletrônica quanto maior o potencial redox maior vai ser a afinidade maior vai ser a capacidade de atração se isso não tá claro vai ficar Claro agora vamos para o próximo slide essa imagem aqui é uma ilustração dos componentes da cadeia transportadora de elétrons e prestem atenção no seguinte Olha como esses componentes Estão dispostos percebo que existe uma ordem não é que que nós temos nesse

eixo aqui a energia livre nesse eixo Aqui nós temos o potencial redox tá então prestem atenção no seguinte percebam primeiro a organização né Por que que tá tendo uma decaída por que que tá nesse formato aqui assim ó decaindo bom porque está havendo uma liberação de energia então aqui eu tinha em torno de 40 40 kilocalorias o que que tá acontecendo conforme os elétrons vão sendo feridos essa energia vai sendo dissipada e vai obviamente diminuindo a energia bom mas como que o elétron tá seguindo esse caminho Por que que ele tá seguindo esse fluxo aqui

está seguindo esse fluxo porque os os componentes aqui eles estão organizados E ordenados conforme o seu potencial de redução o nadh tem um baixo potencial de redução no caso aqui o valor dele é menos 320 é baixíssimo o valor é negativo é - 320 MV ok que é a medida aqui unidade de medida Qual que é o mais eh que tem qual que é a molécula que tem o potencial redox Mais Positivo é o oxigênio ele tem um potencial redox de 800 ou seja ele possui uma alta afinidade por elétrons na DH baixa afinidade oxigênio

afinidade altíssima por elétrons e cada um desses aqui que estão em sequência sempre o seguinte tem um maior potencial redox Ou seja é uma força de atração para o elétron então por isso que o elétron vai respeitar esse fluxo até a chegada no oxigênio Existem forças que ficam n atraindo esse elétron sempre pra molécula seguinte tá então potencial redox menor aqui em cima e o potencial redox maior aqui embaixo então nós temos um Gradiente como essa Como demonstrado nessa imagem aqui ó começa em - 320 e o potencial redox vai aumentando que é o oxigênio

então nós podemos afirmar o seguinte o NAD H ele tem uma baixa afinidade por elétrons e por conta disso ele é um ótimo agente redutor ele vai reduzir alguma coisa Em contrapartida na outra extremidade nós temos o oxigênio se ele tá atuando atraindo os elétrons ele é muito eletronegativo ele é um ótimo agente oxidante ou seja ele vai oxidar alguma coisa então desse modo pessoal o que ocorre essa esse caminho dos elétrons aqui em direção ao oxigênio Então agora que a gente já teve uma visão geral dos complexos nós vamos para dentro de cada um

vamos entender bem cada complexo e os mecanismos de ação e de transferência de elétrons o complexo um na verdade é uma enzima chamada NAD desidrogenase ou também tem outro nome que é NAD H ou binon oxirredutases eu ten tem essa imagem aqui que vai nos acompanhar ao longo dos slides para ser uma localização do que que a gente tá falando então nós temos o complexo um sendo destacado por esse quadradinho então todos os complexos que a gente vai abordar aqui eu fiz esse essa esse destaque aqui pra gente não se perder Ok então falando sobre

a a estrutura desse complexo nós temos aqui um braço que se chama braço da matriz e Aqui nós temos o braço chamado braço da membrana olh Aqui quem tá chegando o nadh nadh tá trazendo seus elétrons e vai transferir nessa estrutura aqui ó pro braço da da da Matriz Aonde tem uma flavina mononucleotídeo que é o grupo prostético então a gente pode ver essa reação acontecendo aqui ó a flavina mononucleotide ela está oxidada Ela vai receber um próton e um elétron ela fica Semir reduzida quando ela recebe mais um próton e mais um elétron ela

vai ficar completamente reduzida Então ela transfere esses elétrons para os grupos ferro enxofre que são outros grupos prostéticos só que uma característica desses grupos é que eles transferem apenas um elétron de cada vez e não transferem prótons Ok então os elétrons vão sendo transferidos por oito grupos ferro enxofre Até chegar na coenzima q os elétrons serão utilizados para reduzir essa coenzima q ó olha só aqui tem coenzima Q2 significa que ela recebeu dois elétrons e dois prótons fechou reduzimos a com enzima aqui a função do braço da membrana é fazer o bombeamento de prótons então

nós temos a estrutura aqui ela é separada tá ela tem diferentes funções enquanto que a função da do braço da Matriz é fazer a transferência de elétrons e reduzir a coenzima q a função do braço da membrana é realizar o bombeamento de prótons para a o espaço intermembranas então assim pessoal a função desse complexo a função do complexo um é fazer o quê oxidar nadh reduzir a coenzima q e bombear quatro prótons para o espaço intermembranas fechou a coenzima q também chamada de ubiquinona ela tem uma característica hidrofóbica estão vendo ela aqui ó por esse

quadradinho tem destaque Ela tá aqui nesse espaço aqui na fase lipí da membrana ou seja ela pode se locomover de um lado pro outro nesse espaço aqui qual que é a função da da coenzima q é fazer o transporte de elétrons do complexo 1 para o complexo 3 e do complexo 2 para o complexo TR nessa ilustração aqui nós vemos as etapas de redução da obikin ok então nós temos aqui uma oquin oxidada e ela vai recebendo Um elétron e um próton aonde ela vai ficar semi reduzida no caso aqui é chamada de ubem quinona

e é um Radical Livre tá então ela precisa receber mais um elétron para estabilizar esse elétron aí que tá instável e pode ser um risco um ponto de geração de de espécies reativas de oxigênio então quando ela recebe mais um elétron e um próton no caso o segundo elétron e o segundo próton ela é convertida em na com enzima que é reduzida ou então chamada também de ubiquinol certamente Vocês já viram em algum momento em alguma farmácia um suplemento de coenzima que dessa que nada mais é do que essa coenzima que que eu tô falando

para vocês então as pessoas compram com o intuito de ser um antioxidante e com intuito também de melhorar a metabolismo energético visto que a com enzima que fica situada nessa região Só que os estudos não sustentam a eficácia desse suplemento para como antioxidante e também para melhorar o metabolismo energético tá então tomem cuidado a pessoal Se vocês forem comprar esse suplemento primeiro leem algumas coisas antes de fazer um investimento que pode resultar em nenhum resultado Ok a coenzima q na verdade ela vai receber não somente elétrons do complexo um e do complexo dois ela também

vai ser um um ponto de convergência de elétrons porque tem também os elétrons de outras enzimas que são transferidos para a coenzima q daí nós temos o caso da do glicerol TR fosfato que com o auxílio da glicerol tr fosfato desidrogenase vai transferir os elétrons pro FAD E aí do FAD para com enzima q e também tem as enzimas da da oxidação de lipídios que também vão transferir seus elétrons para com enzima q Então ela é realmente bem importante para para a membrana mas realmente suplementar não vai ser o que vai resolver o problema se

tiver faltando o complexo dois é a enzima succinato desidrogenase aquela enzima do ciclo do ácido cítrico aquela mesmo exatamente a mesma então o complexo dois é uma enzimo do ciclo ou interessantíssimo né Porque aqui nós temos um vínculo físico do ciclo do ácido cítrico junto com a cadeia transportadora de elétrons não tá lembrado a reação eu ajudo você lembrar ó succinato é convertido em fumarato pela succinato de hidrogenase resultando na redução de FAD H2 Então essa enzima aqui succinato desidrogenase ela possui o FAD como grupo prostético E também o grupamento ferro enxofre que vão realizar

a transferência dos elétrons e vão transferir para a coenzima q também vão reduzir a coenzima q então a função desse complexo é fazer a oxidação do succinato resultando na transferência dos elétrons para a coenzima q o complexo TR é a enzima citocromo c oxirredutases que tem a função transferir elétrons da com enzima q reduzida para o citocromo c então vocês percebam aqui que tem um monte de sinalização complexa e tudo mais eu vou explicar direitinho isso aqui para vocês tá realmente é um é uma sinalização bem interessante esse complexo TR ele vai possuir dois sítios

distintos pra ligação da ubiquinona então nós temos aqui a coenzima q com um pezinho aqui ó uma letra P qp significa P de positivo porque o lado que esse sítio tá tá no lado positivo e aqui embaixo nós temos o sítio QN que é o lado que está no lado negativo porque a matriz mitocondrial ela tem carga negativa certo mas tudo vai funcionar para transferir elétrons e nós vamos ver etapa por etapa então a reação que vai acontecer aqui é a seguinte a coenzima q que está reduzida ela vai transferir prótons e elétrons Ok só

que veja bem o citocromo c ele só recebe um elétron por vez ele faz um transporte de um elétron a cada vez a cada viagem que ele faz é apenas um elétron Poxa e a com enzima aqui reduzida tinha dois então transferir um vai acontecer o qu com o outro elétron e com os prótons porque o citocromo você também não vai transferir os prótons Então como se faz para contornar esse problema assim ó dividimos por ciclo então nós temos ciclo um e ciclo dois no ciclo um a coenzima q que ela está reduzida ela vai

ingressar no complexo TR e os elétrons passarão por reações redox e um elétron apenas um elétron será transferido para o citocromo c o outro elétron vai ser transferido para outros citocromos como por exemplo BL e o BH o elétron vai ser transferido novamente para quem Para coenzima q aquela mesma que entrou aqui ó ela está oxidada porém ela vai receber um elétron e ela se tornará Semir reduzida aí a gente entra pro segundo o segundo ciclo vem comigo tá então vai ter a segunda entrada de uma molécula de com enzima que reduzida Então vai entrar

a segunda que acontece de novo os elétrons vão ser transferidos para citocromos no caso um elétron vai para o citocromo c o outro elétron vai para o citocromo BL e o BH e olha o que que aconteceu aquela coenzima aqui que ela estava Semir reduzida ela vai receber o elétron e dois prótons fazendo a conversão em coenzima reduzida e essa coenzima reduzida vai poder ingressar novamente nesse ciclo para gerar mais um um citocromo C reduzido para ele fazer esse transporte desse elétron que é a função de tudo isso ok E aí durante o processo obviamente

Vai resultar na formação de uma coenzima q totalmente oxidada durante todo esse processo aqui durante essas etapas aqui os dois prótons que eram da coenzima q são bombeados para o espaço intermembranas como Entrou duas com enzima aqui uma no ciclo um e uma no ciclo dois são bombeados quatro prótons ou seja nesse complexo três ocorre o bombeamento de quatro prótons para o espaço entre membranas e além de tudo obviamente reduziu o citocromo c né então os elétrons vão seguir o seu caminho aí nós vamos para entender melhor o que que é o citocromo c citocromo

c é uma pequena proteína que faz o transporte de elétrons de um elétron de cada vez do complexo três para o complexo 4 é uma proteína de 13 k então uma proteína bem pequenininha então aqui nós vemos a estrutura molecular da proteína tendo um grupamento M aqui na região central e o e o ferro então o ferro se ele tiver na forma fe3 mais ele vai est oxidado E se ele tiver na forma fe2 mais ele vai est reduzido então é através do ferro que é que ocorre a transferência do elétron Chegamos no complexo 4

que é enzima citocromo oxidas então estamos nesse ponto aqui ó essa aqui é a estrutura da molécula e vocês percebam quem que tá aqui malandr chegou o oxigênio pronto vamos entender o papel do oxigênio na cadeia transportadora de elétrons aqui embaixo nós temos a formação de duas moléculas de água certo então o que que nós precisamos para formar duas moléculas de água Primeira coisa um oxigênio uma molécula de oxigênio não um átomo tá uma molécula de oxigênio precisamos de quatro elétrons que vem do citocromo C citocromo C cansado vai e volta ó ele só transfere

um elétron de cada vez Então ele pega o elétron do três e leva pro quatro e fica fazendo isso tempo inteiro a gente precisa de quatro vezes então então quatro elétrons além de quatro elétrons e uma molécula de oxigênio nós precisamos também de quatro prótons tá então com quatro h+ com quatro elétrons e mais uma molécula de oxigênio eu consigo formar duas moléculas de água u Mas aonde tá esse O2 esse oxigênio aqui eh duas moléculas de oxigênio dois átomos de oxigênio na verdade eles foram separados para formar duas moléculas de água certo então é

aqui que a gente investe 95% de todo o oxigênio que a gente respira pessoal 95% de todo o oxigênio que você tá respirando aí vai para esse complexo aqui para fazer essa reação então a gente produz em torno de 300 ml de água por dia essa água é chamada água metabólica e essa água é muito importante para aqueles animais que bernam e para aqueles animais que passam longos longos períodos sem beber água como por exemplo os camelos tá então é água que pode ser utilizada para hidratação mesmo então bem interessante o mecanismo certo Então essa

é a função da desse complexo quadro e durante esse processo aqui que ocorre ocorre o bombeamento de quatro prótons para o espaço intermembranas certo Por que que é quatro porque cada elétron que é que entra aqui no no nesse complexo bombeia um próton para fora certo para cada elétron um próton vai pro espaço intermembranas Então é isso essa é a função da citocromo oxidase uma coisa interessante da gente elaborar e pensar é que por uma questão didática obviamente Nós estudamos e abordamos os complexos de maneiras separadas falamos do um falamos do dois e assim por

diante só que pessoal ultimamente vários estudos T demonstrado que esses complexos na verdade eles acabam formando estruturas ainda maiores porque eles acabam se associando eles formam associações firmes entre as proteínas dos complexos isso faz um tipo de canalização desses elétrons que possibilita uma maior uma velocidade uma celeridade dos processos isso também impede vazamento de elétrons que poderiam causar danos nas células Então essas grandes estruturas que são as esses essas associações firmes são chamadas de respira somos e Aqui nós temos um exemplo né do complexo um juntamente com o complexo 3 e o complexo 4 todas

todos eles unidos e aqui embaixo nós temos o complexo 3 e o complexo 4 né formando essas estruturas maiores Então por questão de estudo para simplificar a nossa vida a gente separa mas a gente tem que ter em mente que provavelmente nossas células esses complexos eles estão Unidos para realmente dar mais maior capacidade de canalização desses elétrons e um maior direcionamento e velocidade além obviamente de de ser mais reações mais específicas né para não ter tanto problema de inespecificidade nessa imagem Aqui nós temos um resumo de tudo que eu falei para vocês o resumo do

fluxo de elétrons e também do fluxo de prótons então vejam só a importância disso aqui a partir de dois pessoal dois elétrons que foram transferidos para cade transportador de elétrons a partir do Nadia H então esses dois elétrons foram passando né entre através dos complexos até o oxigênio então esses dois elétrons quando eles foram transferidos eles resultaram no bombeamento de quatro prótons no complexo um quatro prótons no complexo 3 e e dois prótons no complexo 4 ou seja 4 com 48 + 2 10 10 prótons foram bombeados para o espaço intermembranas a partir de do

dois elétrons Ou seja é bastante coisa então vejam que esse bombeamento de prótons ao longo da cadeia transportadora de elétrons gera um acúmulo desses h+ no espaço intermembranas então a gente acaba armazenando uma grande quantidade nesse Gradiente eletroquímico e isso é que vai impulsionar a força próton motriz para a síntese de ATP a transferência dos dois elétrons do nadh para a cadeia transportadora de elétrons resulta no bombeamento de 10 prótons para o espaço intermembrana no momento que esses 10 prótons retornarem para a matriz mitocondrial pela passagem pela TP sintase Vai resultar na formação de 2.5

ATP a transferência dos dois elétrons do fadh2 no complexo 2 Vai resultar no bombeamento de apenas seis prótons para o espaço intermembranas então quando esses seis prótons retornarem para mitocondrial pela ATP sintase isso Vai resultar na formação de 1.5 ATP na aula de hoje Eu mencionei que a Semir redução da coenzima q poderia ser um problema e eu vou explicar por que isso pode ser um problema estão vendo aqui ó a coenzima aqui e se ela estiver Semir reduzida ela pode ser responsável pela formação de espécies reativas de oxigênio como é o caso do superóxido

o radical superóxido Então o que acontece é que a gente acaba formando ao longo ao longo do dia essas espécies reativas de oxigênio é comum é normal a gente acontecer isso cerca de 01 a 4% de do oxigênio que a gente consome vai ser convertido em espécie reativa de oxigênio então é importante que a gente tenha sistemas de defesa contra essas espécies reativas de oxigênio e aí as defesas podem ser enzimáticas ou então antioxidantes não enzimáticos e aqui só para esclarecer exemplificar alguns exemplos né então no caso que formou o radical superóxido vai ter uma

enzima que vai ser responsável por neutralizar esse superóxido que é a superóxido dismutase e nós temos outras enzimas gluta peroxidase gluta redutase enfim todas elas estão ajudando na defesa contra os os radicais livres e também tem as defesas eh antioxidantes não enzimáticos como é o caso da gluta então de modo geral isso tá acontecendo Fiquem tranquilos e a gente tem defesa para isso que não pode acontecer de ter muito Radical Livre aí pode ser um problema né Muito bem Chegamos na etapa de síntese de ATP que ocorre nesta enzima aqui complexo c da cadeia transportadora

de elétrons ou pode ser chamada também de ATP sintase é uma enzima né é a ATP sintase então é aqui que vai acontecer a síntese do ATP muitos pesquisadores estudaram o os complexos a própria TP sintase e um desses caras foi o pit mío o qual foi laureado com o prêmio Nobel por conta da teoria dele a teoria quimiosmótica de acordo com a teoria quimiosmótica a síntese de ATP é precisa ser acoplada com a cadeia transportadora de elétrons ou seja para sintetizar a ATP é necessário que haja um acúmulo de prótons aqui formando aquele Gradiente

eletroquímico né quem desenvolveu essa teoria quem demonstrou eh Como funcionava isso foi o Peter mitcho um pesquisador muito importante foi laureado com Nobel depois de muitos anos pessoal imagina esse cara aqui desenvolveu essa teoria era uma coisa completamente nova e ele tinha que convencer os outros cientistas que esse era o mecanismo ele tinha que mostrar as evidências mostrar estudos então para ele no início foi muito difícil até mesmo publicar esses estudos aqui porque era uma coisa completamente nova e muitas vezes as pessoas não conseguiam entender porque realmente é revolucionário o conhecimento desse cara né O

que ele trouxe as novidades então foram anos dif pro Piter mío porém foram surgindo novos estudos que iam corroborando com a teoria dele que é o caso aqui do estudo do Efraim juntamente com o Walter eles utilizaram uma vesícula lipídica com uma proteína uma bactéria rodopsina que é estimulada por Luz quando essa bactéria quando quando essa proteína é estimulada por Luz ocorre o bombeamento de prótons para o espaço intravesicular tá ó tá vendo o próton aqui ó quando é estimulado Pela Luz ocorre a translocação desse próton e Esse aumento de prótons aqui dentro induz um

Gradiente e esse Gradiente faz com que ocorra a ativação da ATP sintase então se não tem esse acúmulo de prótons aqui ATP sintase não funciona então esses cientistas aqui demonstraram em um modelo um pouco mais simples né em uma vesícula lipídica que a teoria do Piter mídio realmente funcionava que era aquilo mesmo então o gradiente eletroquímico é necessário então para para que a a a fosforilação oxidativa aconteça para que a formação de ATP aconteça é necessário que ocorra um bombeamento de prótons para esse espaço para criar esse Gradiente então foi evidenciado e comprovado isso uma

das evidências que ajudou a demonstrar o modelo quimiosmótico foi essa aqui que eu vou mostrar para vocês agora então em vermelho nós temos a síntese de ATP e em preto nós temos o consumo de oxigênio quando é adicionado ADP + pi em mitocôndrias isoladas o que acontece em preto tem um aumento do consumo de oxigênio mas não chega a ser significativo né e s ATP não acontece nada agora quando ocorre a adição do succinato quando ele é adicionado olha só o que acontece a respiração inicia imediatamente o substrato aqui que é o su cinato ele

vai ser oxidado e o oxigênio ele vai ser consumido e o ATP vai ser sintetizado o consumo de oxigênio e também a síntese de ATP vão depender da da presença de um substrato oxidável aqui nesse caso foi o succinato assim como também depende da presença de ADP e mais pi precisa dos dois Ok precisa dos oxidado Ou seja a cadeia transportadora de elétrons vai estar funcionando também precisa do ADP mais pi que vão servir para a síntese de ATP lá na ATP sintase aí seguimos o Os experimentos aqui na próxima etapa foi adicionado o cianeto

cianeto vai bloquear a transferência de elétrons entre o complexo 4 e o oxigênio isso vai inibir tanto a respiração quanto a síntese tá vendo ó aqui estabilizou aqui o consumo de oxigênio e a síntese de ATP Aqui nós temos outro experimento aonde o succinato foi adicionado então percebam que não teve alteração de consumo de oxigênio e nem de síntese de ATP agora o que acontece quando é adicionado ADP mais pi nós temos um aumento do consumo de oxigênio e também na síntese de ATP Então pronto aqui a gente já estabeleceu o seguinte no primeiro caso

a gente tinha ADP mais pi e só o consumo de oxigênio e síntese de ATP só ocorreram quando o o succinato foi adicionado aqui foi o experimento feito ao contrário adicionou o succinato e depois adicionou ADP + pii E aí eh foi constatado que teve um aumento do consumo de oxigênio e também de síntese de ATP o próximo passo no experimento foi adicionar oligomicina nesse experimento oligomicina é um inibidor da ATP sintase tá é inibidor específico para enzima A oligomicina não inibe os outros transportadores os outros complexos da cadeia de transportadora de elétricos apenas a

ATP sintal e olha o que aconteceu parou o consumo de oxigênio e também parou a síntese de ATP Ou seja a inibição da síntese de ATP vai bloquear a transferência de elétrons através da cadeia transportadora Então pessoal esse experimento aqui nos Demonstra o seguinte que a transfer ência de elétrons e a síntese de ATP elas são Obrigatoriamente acopladas nenhuma reação ocorre sem a outra se inibir a ATP sintase Poxa vai inibir o consumo de oxigênio Então os elétrons não estão sendo transferidos para o oxigênio se inibe a cadeia transportadora de elétrons também estará inibindo a

síntese de ATP então é basicamente isso as reações são acopladas uma não pode existir sem a outra vamos olhar então como é a Temper entase como é a estrutura essa proteína então vocês já percebem de cara que é uma proteína cheia de subunidades né Vocês estão vendo várias letras aí eu não vou abordar sobre todas essas subunidades hoje vou falar só das principais para que a gente entenda o funcionamento da ATP sintase certo então vamos lá Vamos separar as coisas aqui nós temos uma subunidade chamada de F1 tá F1 que é aonde acontece a síntese

de ATP aonde está loc realizada ó no lado da Matriz mitocondrial fechou nessa outra estrutura Aqui nós temos diferentes subunidades também e a gente vai chamar essa estrutura de fo fo o de oligomicina pois essa estrutura essas subunidades aqui elas são sensíveis à inibição por oligomicina então a estrutura ela tá vinculada à membrana interna da mitocôndria certo desse lado aqui ó nós temos o nosso gradiente de prótons o nosso Gradiente eletroquímico então esses prótons vão ser dissipados através da TP sintase por essa subunidade fo tá então os prós vão cruzar por aqui ó em direção

ao espaço em direção à Matriz ó vai sair aqui na matriz mitocondrial tá então a gente dissipa essa energia armazenada aqui pela ATP sintase e isso causa mudança conformacional dessa enzima algumas coisas que eu preciso destacar ainda nessa imagem então nós temos o detalhe aqui ó da subilidade fo Então vamos puxar aqui ó tem essa forma cilíndrica pois vai haver rotação pessoal tem uma rotação acontecendo na TP sintase e isso é inacreditável eu já vou falar sobre essa esse metabolismo rotacional certo mas é importante que vocês já entendam que essa estrutura aqui gira e uma

vez que esse esses cilindro Aqui começa a girar nós temos um eixo aqui ó que é subunidade Gama esse eixo aqui ele é super importante Para que ocorra a síntese de ATP eu vou falar dele agora para vocês vou mostrar eles aqui tá mas só só para deixar só para fixar isso aqui tá então aqui na F1 nós temos a síntese de ATP que é essa estrutura aqui ó e dentro dessa estrutura nós temos subunidade alfa e beta a síntese de ATP vai acontecer nas betas tá vendo que tem três betas e três alfas certo

então vamos olhar com mais detalhes agora sobre essa subunidade fo que é tão interessante galera nós temos aqui um mecanismo rotacional Isso aqui vai funcionar como uma mini turbina isso aqui é um mecanismo inacreditável para uma enzima eu cada vez que estudo isso aqui eu fico assim ó admirando quem mostrou isso aqui e como que a natureza como a Biologia foi selecionando isso tá é assim ó é incrível vocês vão ver aqui que realmente é é uma das coisas mais incríveis da da biologia Então o que nós temos aqui acontecendo nessa região aqui é uma

catálise rotacional é uma rotação é uma mini turbina mesmo quer ver o mecanismo lembram que aqui nós temos o espaço intermembrana então nós temos um Gradiente eletroquímico nós temos muito prótons os prótons eles vão ser dissipados através da ATP sintase e vão ser liberados aqui na matriz tá então eles vão passar por dentro da ATP sintas e vão ser liberadas na matriz e isso essa transferência aqui de energia de um lado pro outro vai ser utilizada para fazer a síntese de ATP veja como vamos lá tá cheio de próton aqui né o próton entra aqui

nessa subunidade alfa alfa não a sub unidade a e o próton que tem uma carga positiva vai se ligar nessa estrutura aqui ó em um aminoácido que tem carga negativa e vai acontecer que vai neutralizar essas cargas isso vai possibilitar que essa estrutura que faça uma rotação para cada próton que entra ocorre essa essa ligação é com aminoácido e dá uma rotação Então pense o seguinte Aqui nós temos milhares de prótons criando a força próton motriz quanto mais próton mais força eu tenho Então essa energia dos prótons a força próton motriz vai ser utilizada para

fazer dessa rotação Então são muitos prótons entrando aqui e cada um fazendo uma rotação então isso aqui tá girando em alta velocidade né E novamente o próton é liberado aqui nesse espaço analisando essa imagem a gente pode visualizar que o eixo Gama está ligado está conectado ao anel C portanto conforme ocorre o fluxo de prótons o anel C vai ser o responsável por girar o eixo Gama e isso vai ser super importante paraa atividade da enzima esse eixo Gama é torto e é torto de propósito não é porque o desenhista era ruim um desenh que

desenh aqui o modelo não pessoal essa essa proteína aqui ela tem essa estrutura e essa estrutura é essencial pro funcionamento desse eixo quer ver que eu vou mostrar para vocês aqui agora então Aqui nós temos esse eixo torto que é o eixo Gama Olha só como ele está inserido nessa estrutura aqui ó aonde a gente tá na TP sintase a gente tá nesse ponto aqui ó o eu falei para vocês antes da da subunidade fo era aqui né agora nós saímos aqui falamos desse eixo tortinho E chegamos na unidade subunidade F1 que tem as subunidades

Beta que é onde acontece a síntese de ATP o primeiro desenho que falou sobre a subunidade Beta é esse aqui ó do po Boer é um desenho feito à mão aonde ele queria demonstrar o seguinte que cada subunidade Beta essas Aqui tem uma estrutura diferente uma morfologia diferente ó tá vendo que esse aqui tem um uma entradinha diferente aqui não tem aqui tem um outro tipo isso aqui foi quando ele teorizou esse modelo e Ele demonstrou que não era Justamente a subunidades Beta que tinham uma alteração na sua estrutura Na verdade era o eixo que

era torto e fazia induzia uma mudança conformacional nas subunidades Beta ok Aqui nós temos uma outra ilustração mais moderna ó disso aqui então Aqui nós temos um sítio quadradinho um sítio com esse outro modelo e aqui um redondinho Olha o eixo como ele tá tortinho então cada vez que esse eixo gira ele vai mudar a conformação do próximo da próxima da próxima subunidade Beta isso é determinante pro funcionamento da TP sintase olha só aqui ó Nessa ilustração do eixo ó o eixo Gama tá aqui tortinho certo Olha como tá essa subunidade tá amassadinha desse lado

né Ok como é que ela vai tá nessa etapa seguinte quando o eixo girar então estee estava aqui ó ele fez uma rotação up Olha só como ficou sub unidade redondinha como tava a outra subunidade essa aqui ó essa essa aqui aqui ela tava redondinha quando fez a rotação o que que aconteceu mudou conformação Então é isso a função do eixo torto é justamente alterar a conformação da subunidade Beta vocês estão percebendo isso galera isso aqui é muito interessante só que para que esse eixo torto tenha funcionalidade é preciso que tenha moléculas dentro das subunidades

Beta então aqui no caso nós temos o exemplo do das subunidades betas preenchidas nós temos a DP mais pi nessa subunidade que é a número um na dois nós temos pi ADP ou ATP e na TR nós temos o ATP tá então a gente diz o seguinte Para que ocorra a síntese de ATP é necessário cooperatividade Ou seja todos os três sítios catalíticos precisam estar preenchidos senão o ATP não será liberado Ué como assim liberado ATP sintase não é para fazer a síntese de ATP sim é só que aquela energia contida no gradiente de prótons

que é de Ada não é para ligar ADP com pi para formar ATP não é a energia da transferência dos prótons através da ATP sintase é para liberar o o ATP é para liberar isso aqui é bem importante tá pessoal a gente não utiliza a energia para fazer a síntese para ligar o ADP mais pi não a energia é para liberar a molécula de ATP então agora faz mais sentido ainda o que eu tô falando para vocês porque se a gente utiliza esse eixo torto aqui para mudar a estrutura da proteína essa mudança da estrutura

da subunidade Beta faz com que o ATP que já está pronto seja empurrado para fora do sítio catalítico da enzima tá então essa rotação faz com que o ATP seja expulso do sítio catalítico aqui ó tá então nós temos temos aqui uma situação de assimetria por conta do eixo tortinho do eixo Gama e nós temos uma cooperatividade que o ATP só será ah liberado aqui desse sítio se todos os sítios da subunidade Beta estiverem ocupados senão não vai funcionar Então agora que vocês perceberam que a tp sintase utiliza aquela energia armazenada no Gradiente para expulsar

o ATP e não para fazer a ligação de ADP mais pi eu preciso falar para vocês como ocorre a formação do ATP né como como que o ADP vai se ligar ao Pi como funciona esse mecanismo Então quem demonstrou isso fo foi o Paul Boer pesquisador eh foi laureado com Nobel e tudo mais então um cara muito importante e outro pesquisador que eu sou um grande fã que é o Leopoldo de MS se você não conhece o trabalho Leopoldo de mês você precisa ir atrás e conhecer esse grande pesquisador pessoal Então olha só que que

esses caras demonstraram né mas aqui nesse caso que foi princialmente pobor O Leopoldo de auxiliou nesse processo o pobor demonstrou que a ligação de ADP + pi para formar ATP é espontânea Irreversível que que significa isso quer dizer que no sítio aqui na subunidade beta o que que tá acontecendo é que o ADP e o pi eles se ligam de uma maneira espontânea não precisa energia para fazer a ligação de ADP mais pi para formar ATP só que isso essa formação de ADP mais PI só acontece no sítio catalítico tá então a ligação aqui ó

tem várias setinhas para lá e para cá ó ela pode ser feita e desfeita enquanto estiver no sítio isso ocorre porque o sítio catalítico da subunidade F1 é transitoriamente hidrofóbico por que que é transitoriamente porque quando aquele eixo Gama gira quando o eixo gira isso faz com que muda mude a estrutura da subunidade Beta essa mudança estrutural permite a entrada ou a saída de água então se saiu água o que tá ali dentro ali dentro por por exemplo o ADP e o pi podem se ligar então vai vai fazendo essa rotação e vai catalisando essa

mudança de quantidade de água dentro das subunidades quando eu digo que a água é removida não significa que toda a água foi embora né a gente tá falando de coisas que estão solução ocorre uma diminuição da quantidade de água é isso tá Não pense que aou o deserto do Saara ali dentro não simplesmente reduziu a quantidade de água que foi quantidade ideal para que a reação acontecesse uma reação que acontecesse de forma espontânea tá então a gente diz que o sítio catalítico ele é transitoriamente hidrofóbico por conta dessa rotação que acontece desse eixo Gama vamos

fazer um breve resumo de tudo isso do modelo quimiosmótico e também da índice de ATP pelo ATP sintase Então vem comigo Olha só nós temos as a transferência de elétrons né pelos complexos e isso causa o quê um bombeamento de prótons Fechou então vai ter muito próton sendo bombeado para cá para esse espaço intermembranas isso vai criar um Gradiente eletroquímico então eu vou ter o armazenamento de energia na forma de Gradiente eletroquímico essa energia veio da onde da transferência dos elétrons tá então gerou esse grande acúmulo de prótons o grande acúmulo de prótons Vai resultar

numa força próton motriz ou seja o próton vai ser transferido para a matriz mitocondrial e quando ele é transferido parte da energia que está armazenada nesse Gradiente é dissipada para fazer a rotação dessa subunidade aqui então para cada próton ocorre uma pequena rotação como tem muito próton aqui desse lado vai fazer bastante rotação desse eixo que é uma turbina impressionante né então uma vez que ela roda ela faz essa rotação nós temos um eixo aqui que ele é torto ele é assimétrico que é a subunidade Gama o eixo torto permite que as subunidades que são

as Beta sofram mudanças conformacionais E por que que isso isso é importante por alguns motivos certo um motivo é que quando o eixo tortinho muda a estrutura muda a conformação dessa subunidade aqui o que acontece é que o sítio catalítico da subunidade fica transitoriamente hidrofóbico ou seja elimina um pouco de água que tinha ali dentro não é que elimina toda a água tá existe fica água ali dentro porque tudo n nossas células é solúvel então a gente precisa de água mas elimina grande parte da água e a quantidade que fica de água é o essencial

para que as reações possam acontecer então essa quantidade pouca é pouca água faz com que o ADP e o pi possam se unir de maneira espontânea is vergôntea é importante para isso para criar esse ambiente ideal para fazer a ligação entre ADP e+ pi o outro motivo da importância desse eixo eh tortinho dessa desse eixo assimétrico é para induzir uma mudança conformacional em outro sítio é da subunidade Beta para liberar o ATP eu digo eu brinco sempre que é para expulsar o ATP Então esse eixo torto muda com formação e faz com que o sítio

seja aberto e esse ATP seja expulso então a energia armazenada contida aqui no Gradiente é utilizada não para sintetizar para ligar ATP + pi mas é para expulsar o ATP tá tá E só vai acontecer de maneira eficaz se os três sítios da subunidade Beta estiverem ocupados Então nós vamos chamar isso de cooperatividade Então as principais características de tudo que eu falei para vocês aqui a gente precisa de rotação que é causada pela força protom motriz que só ocorreu devido à transferência de elétrons senão a gente não teria essa energia armazenada na forma de Gradiente

eletroquímico então a gente não teria força protom motriz então nós precisamos dessa união dessa cooperatividade entre cadeia transportadora e ATP sintase nós vamos precisar de assimetria para que esse eixo funcione impulsionando diferentes conformações dessas subunidades Beta e por fim nós vamos precisar da cooperatividade aonde todos os sítios precisam estar preenchidos com ADP + pi ou ATP e assim por diante certo é realmente um mecanismo interessantíssimo né É muito massa uma outra característica bem importante da TP sintase é que ela forma dímeros olha aqui ó nós temos esse exemplo aqui ó nós temos duas ATP cintadas

que elas estão Unidas então o dímero nada mais é do que duas proteínas Unidas e eles ficam esses dímeros eles ficam posicionados bem nas extremidades das cristas na na matriz mitocondrial olha só que interessante Então cria um canal aqui no espaço intermembrana onde vai acumular bastante desses prótons e vai ajudar de algum modo a criar essa força protom motriz que vai induzir a a rotação da ATP sintal então Aqui nós temos uma microscopia em amarelinho foi marcado a ATP sintal para demonstrar justamente Ah o posicionamento dessa enzima e como ela tá formando esses dímeros como

eu falei para vocês a membrana interna da mitocôndria ela é impermeável certo então como o ATP que foi formado vai sair da matr dris mitocondrial para abastecer as células com essa energia qual que é o sistema é um sistema através de uma proteína é adenina nucleotídeo translocase que é que funciona como um antiport ador ou seja para o para cada ATP formado esse ATP vai deixar a matriz mitocondrial por essa por essa translocase e vai haver uma troca por ADP Então sai um ATP e entra um ADP do mesmo modo o fosfato inorgânico também precisa

entrar né Precisa de um transportador vai ser a fosfato trans casase e Aqui nós temos a atuação de um sistema de sorte ou seja o fosfato inorgânico vai ser transportado juntamente com um próton com um h mais tá então desse modo a gente abastece a quantidade de ADP IPI para fornecer né a o substrato para ATP sintase e também dá um jeito de eh fazer com que esse ATP deixe a matriz mitocondrial então a energia contida na força protom motriz também vai permitir que isso que essas reações aconteçam a energia para essas reações acontecer vem

da força proton motriz falando agora então sobre termogênese nas nossas células em algumas células não todas a gente possui uma proteína chamada de UCP ou simplesmente termogenina Qual que é a função dessa proteína é fazer o desacoplamento da cadeia transportadora de elétrons que que significa isso ao invés do dos prótons serem eh transfer idos para a matriz mitocondrial através da ATP sintase na verdade a energia contida no próton vai ser dissipada pela proteína desacoplador e o que vai ser liberado é calor e não vai ser formado ATP ou seja nós temos uma troca aqui ao

invés do do próton ser utilizado para formar ATP ele vai ser utilizado para gerar calor isso É bem interessante para tecidos que TM a função de gerar calor como é o caso do tecido adipo marrom principalmente importante para recém-nascidos então o recém-nascido ele tem uma grande quantidade desse tecido adiposo marrom justamente para manter a temperatura corporal O que é muito interessante essa proteína pode ser expressa a termogenina a gente consegue aumentar ela principalmente em pessoas que vivem em ambientes frios que estão expostas constantemente ao frio a o organismo dá um jeito de induzir a expressão

dessa proteína e isso permite que a gente consiga manter eh melhor a nossa temperatura corporal legal né tudo acontece então pela dissipação desses prótons um pequeno detalhe que a gente tem que falar aqui é o seguinte vocês lembram que lá na glicólise tem a formação de um nadh ok esse nadh ele precisa entregar os elétrons para a cadeia transportadora de elétrons só que a glicólise ocorre no citosol e NAD h não consegue atravessar membranas bom então como é que faz para um NAD H que tá no citosol transferir seus elétrons para uma cade está dentro

da mitocôndria nós temos sistemas de lançadeira que fazem essa função Nós temos dois tipos de lançadeira Então a primeira lançada dela que eu quero falar para vocês é a glicerol TR fosfato vai est presente em músculo esquelético e no encéfalo vamos dar uma olhadinha na reação olha só a glicólise resulta na formação de nadh a enzima glicerol TR fosfato desidrogenase citosólica transfere esses elétrons para de hidrox citon fosfato resultando na formação de glicerol tr fosfato o glicerol trê fosfato vai levar esses elétrons aqui no espaço intermembranas e vai entregar pra enzima glicerol trê fosfato desidrogenase

mitocondrial onde nós temos a coenzima FAD atuando e o FAD por sua vez transfere os elétrons para a coenzima q Olha que legal então o NAD que tava lá no no citosol consegue transferir os seus elétrons dessa maneira Então essa é a lançadeira glicerol TR fosfato por conta dessa molécula aqui que dá o nome aessa lançadeira a a outra lançadeira é a malato aspartato que acontece em mitocôndrias do fígado dos rins e do coração então vamos dar uma olhadinha e vamos ver como essa lançadeira é engenhosa pessoal a partir de oxalacetato esse oxalacetato vai sofrer

uma redução am malato tá vendo que os elétrons do nadh do citosol são transferidos para oxalacetato Olha que manobra então o oxalacetato converte-se é convertido em malato e esse malato consegue entrar na matriz mitocondrial porque tem um transportador para malato aqui dentro da na matriz mitocondrial o malato vai ser oxidado regenerando na adh formando oxalacetato Olha que coisa mais interessante Então o elétron que tava no citosol foi parar na mitocôndria de uma maneira indireta o oxalacetato por sua vez vai ser convertido em aspartato e vai sair novamente para o espaço citosólico aonde será convertido novamente

oxil acetato tá então a gente chama essa lançadeira de malado aspartato porque os elétrons entram na forma de malato e o oxil acetato vai ser regenerado e ser convertido em aspartato e nós temos também um transportador para aspartato então vejam que é um ciclo bem interessante e uma maneira muito eficaz de eh transportar elétrons de um lado para o outro então agora falando sobre a regulação da fosforilação oxidativa e já por essa imagem vocês percebem que existe uma conexão entre vias no caso a glicólise o ciclo do ácido cítrico e a cadeia transportadora de de

elétricos a fosforilação oxidativa ela vai ser regulada pelas necessidades de energia assim como as outras etapas das vias Então o que tá em em verde está ocorrendo uma ativação e o que tá em vermelho está inibindo então basicamente é o seguinte dependendo muito da disponibilidade de energia vai ter mais ATP ou ADP se a célula Tá muito bem servida de energia ela vai ter bastante ATP isso indica para as diferentes proteínas aqui que se tem bastante energia não precisa estar formando mais ATP uma questão lógica agora se tem uma alta concentração de ADP ou a

m isso é um indicativo que a célula Tá necessitando de energia por conta disso vai ativar uma série de etapas até culminar lá na fosforilação oxidativa tá então um sistema de regulação é diretamente relacionado com a concentração de ATP ou ADP isso é referente à disponibilidade de energia das células uma outra molécula que tá diretamente relacionada com as necessidades energéticas da célula é o NAD mais então nós temos uma razão n de mais NAD H que ela é super importante para fazer regulação de diferentes pontos dessas vias Como por exemplo o ciclo do ácido cítrico

ou então até mesmo a piruvato desidrogenase tá então se tem bastante nadh nadh isso indica que a célula Tá muito bem servida de energia não precisa demais agora se tem o N dem mais se existe uma alta concentração de nada demais issso vai fazer com que estimule as vias eh de síntese de ATP então vocês podem ver que o ATP e o ADP eles estão envolvidos em diferentes pontos assim como o o NAD mais e o nadh são importantes reguladores e informam realmente os níveis energéticos dentro da célula regulando assim a cadeia transportadora de elétrons

e a fosforilação oxidativa para ess a nossa aula eu trouxe esse mapa mental do livro da e é o bioquímico ilustrado então vejam só nós temos processos oxidativos como é o ciclo do ácido cítrico e a beta oxidação que formam nadh e fadh2 esses elétrons vão ser transferidos para a cadeia transportadora de elétrons que vai induzir um fluxo de elétrons pela cadeia que vai induzir que vai culminar no bombeamento de prótons que estão presentes na matriz eles vão ser bombeados para o espaço intermembranas e isso vai criar um Gradiente elétrico e de PH ou seja

o gradiente eletroquímico tá então a a energia da transferência de elétrons vai estar armazenada nesse Gradiente eletroquímico que vai criar uma grande força próton motriz então esses prótons que estão ali armazenados eles vão ser dissipados eles vão retornar através da ATP sintase através do canal fo da subunidade fo da TP sintase então eles vão cruzar pelo Canal fazendo aquela rotação da da TP sintase isso vai causar uma mudança conformacional no domínio F1 da enzima que vai permitir a síntese de ATP na verdade vai permitir aquele a formação daquele ambiente hidrofóbico que vai fazer a ligação

entre ADP e pii e vai expulsar esse ATP do sídio catalítico certo então as referências utilizadas PR aula de hoje ou o livro biochemistry de Roger mfield o livro de bioquímica do lenninger o livro bioquímica Ilustrada da F e por fim o livro de bioquímica básica da professora Anita juntamente com o professor Bard pessoal Muito obrigado pela atenção beijos abraços