Bioquímica: Cadeia Respiratória

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Cadeia respiratória

Conjunto de complexos proteicos na membrana mitocondrial interna que transfere elétrons de equivalentes de redução até o oxigênio, gerando gradiente de prótons.

Complexo I (NADH desidrogenase)

Oxida o NADH a NAD+, transferindo elétrons para a ubiquinona (Q) e bombeando quatro prótons para o espaço intermembranar.

Complexo II (Succinato desidrogenase)

Enzima do ciclo de Krebs que oxida succinato a fumarato, reduzindo FAD a FADH2 e transferindo elétrons para a ubiquinona, sem bombear prótons.

Ubiquinona (Coenzima Q)

Transportador lipossolúvel móvel que transfere elétrons dos Complexos I e II para o Complexo III dentro da bicamada lipídica.

Complexo III (Citocromo bc1)

Transfere elétrons da ubiquinona reduzida para o citocromo c por meio do ciclo Q, bombeando quatro prótons para o espaço intermembranar.

Citocromo c

Proteína periférica solúvel em água que transporta elétrons individualmente do Complexo III para o Complexo IV no espaço intermembranar.

Complexo IV (Citocromo c oxidase)

Transfere elétrons do citocromo c para o oxigênio molecular, formando água e bombeando dois prótons para o espaço intermembranar.

Oxigênio molecular (O2)

Aceptor final de elétrons da cadeia respiratória, cuja redução completa por quatro elétrons e quatro prótons produz duas moléculas de água.

Gradiente eletroquímico de prótons

Diferença de concentração de prótons e de potencial elétrico através da membrana mitocondrial interna, gerando a força próton-motriz.

ATP sintase (Complexo V)

Complexo enzimático que utiliza a energia do refluxo de prótons para a matriz mitocondrial para fosforilar ADP em ATP.

Fosforilação oxidativa

Processo metabólico acoplado no qual a oxidação de nutrientes via cadeia transportadora de elétrons impulsiona a síntese de ATP.

Teoria quimiosmótica

Proposta de Peter Mitchell que estabelece que o gradiente de prótons gerado pelo transporte de elétrons é a força motriz para a síntese de ATP.

Centros ferro-enxofre (Fe-S)

Grupos prostéticos presentes nos Complexos I, II e III que realizam transporte de elétrons de valência única via transições Fe2+/Fe3+.

Grupos heme dos citocromos

Anéis de porfirina com íon de ferro central que transferem elétrons em etapas únicas alternando entre os estados Fe2+ e Fe3+.

Ciclo Q

Mecanismo no Complexo III que permite a oxidação da ubiquinona de dois elétrons transferir elétrons para aceptores de um único elétron.

Rotenona

Inibidor que bloqueia a transferência de elétrons do Complexo I para a ubiquinona, interrompendo o fluxo respiratório derivado do NADH.

Cianeto (CN-)

Inibidor potente que se liga ao ferro do heme a3 no Complexo IV, bloqueando a transferência final de elétrons para o oxigênio.

Oligomicina

Inibidor que bloqueia a subunidade F0 da ATP sintase, impedindo a passagem de prótons e inibindo indiretamente a cadeia respiratória acoplada.

Desacopladores (ex.: 2,4-DNP)

Moléculas lipofílicas que dissipam o gradiente de prótons sem passar pela ATP sintase, gerando calor e desregulando a síntese de ATP.

Termogenina (UCP-1)

Proteína desacopladora natural do tecido adiposo marrom que permite o fluxo de prótons para a matriz mitocondrial, gerando calor em vez de ATP.