ENZIMAS Universidade Católica de Goiás Departamento de Biologia Bioquímica II ENZIMAS

1 Membrana Mitocondrial Interna 2 Membrana Mitocondrial Externa 3 Espaço Intermembranas 4 Matriz Mitocondrial

1 Membrana Mitocondrial Interna É desdobrada em numerosas cristas que aumentam grandemente a sua área superficial total. Ela contêm proteínas com três tipos de funções: - aquelas que conduzem as reações de oxidação da cadeia respiratória - um complexo enzimático chamado ATPsintetase, que produz ATP na matriz - proteínas transportadoras específicas, que regulam a passagem para dentro e fora da matriz Uma vez que um gradiente eletroquímico é estabelecido, através dessa membrana pela cadeia respiratória, para direcionar a ATPsintetase, é importante que a membrana seja impermeável a maioria dos pequenos íons.

2 Membrana Mitocondrial Externa Devido ao fato de conter uma grande proteína formadora de canais (Porina), a membrana externa é permeável a todas as moléculas de 5 kD ou menos Outras proteínas existentes nesta membrana incluem as enzimas envolvidas na síntese de lipídeos mitocondriais e enzimas que convertem substratos lipídicos em formas que possam ser subseqüentemente metabolizados na matriz.

3 Espaço Intermembranas Contêm várias enzimas que utilizam o ATP proveniente da matriz para fosforilar outros nucleotídeos.

4 Matriz Mitocondrial Contêm uma mistura altamente concentrada de centenas de enzimas, incluindo aquelas necessárias à oxidação do piruvato e ácidos graxos e para o ciclo de Krebs A matriz contêm também várias cópias do DNA mitocondrial, ribossomos mitocondriais essenciais, RNAt, e várias enzimas requeridas para expressão dos genes mitocondriais.

Descarboxilação Oxidativa do Piruvato

Acetil-CoA/Fases

Acetil-CoA/Fases

Acetil-CoA/Fases

Acetil-CoA/Fases

Ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs Produtos: 2x CO2 Substrato: Acetil CoA 3x NADH 1x FADH2 1x GTP (ATP) Substrato: Acetil CoA Fosforilação em nível de substrato: GTP + ADP GDP + ATP Nucleotídeo quinase

Ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs/Finalidade

Fosforilação oxidativa Pares Redox (NAD+/NADH, FAD/FADH2): Oxidação de um composto é acompanhada da redução de outro.

Fosforilação oxidativa Ocorre nas cristas mitocondriais Também chamado de cadeia transportadora de elétrons É um sistema de transferência de elétrons provenientes do NADH2 e FADH2 até a molécula de oxigênio Os elétrons são passados de molécula para molécula presente nas cristas mitocondriais chamados CITOCROMOS Quando o elétron “pula” de um citocromo para outro até chegar no aceptor final (o oxigênio), ocorre liberação de energia que é convertida em ATP

Fosforilação oxidativa

Fosforilação oxidativa Citocromos a, b e c: Os citocromos constituem uma família de proteínas “coloridas” que são relacionadas com a presença de um grupo HEME em que um átomo de ferro ligado a 4 átomos de nitrogênio. O átomo de ferro muda do estado férrico (FeIII) para o ferroso (FeII) toda vez que aceita um elétron. Um anel de porfirina similar ao citocromo está relacionado com a cor vermelha (ligada ao átomo de ferro) do sangue e a à cor verde (ligado a um átomo de magnésio) das plantas.

Complexo I e II transfererem e- para a Ubiquinona (Coenzima Q) móvel Complexo I e II transfererem e- para a Ubiquinona (Coenzima Q) móvel. Complexo I bombeia 4 H+

Ubiquinona transfere para o Complexo III que recebe 1 e- apenas Ubiquinona transfere para o Complexo III que recebe 1 e- apenas. Contem citocromo (heme proteína) b e c1 Cit b serve para a reciclagem de e- junto com a Q ligada. Complexo III bombeia 2 H+

Cit c móvel transfere e- para o complexo IV que possui 2 grupos heme (a e a3) e 2 cobres (CuA e Cu B). Formam-se 2 H2O pelo fluxo de 4e- e 4 H+ pela redução de 1 O2. Complexo IV bombeia 4 H+

UQ na membrana transfere 1 e- para Fe-S do Complexo III – cit c (que leva para Complexo IV) Outro e- transferido para o cit bL e depois bH que passa para outra UQ ancorada no complexo (UQ.). Em um segundo ciclo a UQ. Ancorada recebe o 2º e- e pode começar seu ciclo. A outra UQ volta ao complexo I ou II. Para a oxidação de 2 UQ que chegam tem a redução de 1 UQ ancorada

Complexo V FO bomba de protons F1: ATP sintase 3 unidades b ligam se a ATP, ADP e Pi. Cada uma tem uma conformação especifica num dado momento (Portão prótons) (Liga F0-F1) Regula ATPase Forma T: Atividade catalitica Forma L: liga substratos fracamente (s/ at catalitica) Forma O: Aberta. Pouca afinidade por substratos Passagem de protons mudanca T-O L-T O-L O L T ADP + Pi ATP O L T ADP + Pi ATP

Fosforilação oxidativa

Fosforilação Oxidativa ATP ADP Fosforilação Oxidativa

Fosforilação oxidativa

Resumindo…