Ciclo do Ácido Cítrico e Oxidação de Piruvato na Universidade Federal do Ceará, Notas de estudo de Engenharia de Alimentos

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Centro de Ciências Departamento de Biologia CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO E CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO E CADEIA TRANSPORTADORA DE CADEIA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS ELÉTRONS

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OXIDAÇÃO DO OXIDAÇÃO DO

PIRUVATO PIRUVATO

A oxidação do piruvato a acetato é o elo entre glicólise e respiração celular.

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Etapa 1: Oxaloacetato para Citrato Após a enzima remover um próton do grupamento CH 3 da acetil-CoA, o CH 2

• negativamente carregado forma uma ligação com o carbono carbonílico do oxaloacetato. A subseqüente perda por hidrólise da coenzima A (CoA) impulsiona fortemente o avanço da reação. Centro de Ciências Departamento de Biologia

Centro de Ciências Departamento de Biologia Etapa 3: Isocitrato para -cetoglutarato Na primeira quatro etapas de oxidação do ciclo, o carbono, carregando o grupamento hidroxila é convertido a um grupamento carbonil. Ocorre a perda de CO 2

Centro de Ciências Departamento de Biologia Etapa 4: -cetoglutarato para Succinil-CoA O complexo de -cetoglutarato desidrogenase se assemelha muito ao grande complexo enzimático que converte purivato a acetil-CoA (piruvato desidrogenase). Ele igualmente catalisa uma oxidação que produz NADH, CO 2 e uma ligação tióester à coenzima (CoA) de alta energia.

Centro de Ciências Departamento de Biologia Etapa 6: Succinato para Fumarato Na terceira etapa de oxidação do ciclo, a FAD remove dois átomos de hidrogênio do succinato.

Centro de Ciências Departamento de Biologia Etapa 7: Fumarato para Malato A adição de água ao fumarato posiciona um grupamento hidroxila próximo a um carbono carbonílico.

Centro de Ciências Departamento de Biologia Por que esse sistema complicado evoluiu Por que esse sistema complicado evoluiu para alcançar o simples objetivo de oxidar para alcançar o simples objetivo de oxidar unidade de acetil de dois carbonos até CO unidade de acetil de dois carbonos até CO (^22)

Primeiro, o ciclo inclui moléculas que têm outras funções na célula. Os próprios intermediários do ciclo do ácido cítrico são produtos catabólicos ou fontes anabólicas. Segundo, o ciclo do ácido cítrico é muito mais eficiente na captação de energia do que qualquer reação simples.

Centro de Ciências Departamento de Biologia CADEIACADEIA TRANSPORTADORA TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS DE ELÉTRONS   Os transportadores uma vez reduzidos, precisam ter algum local para doar seus hidrogênios (H+ + e_).   Os elétrons atravessam uma série de transportadores de elétrons associados à membrana; essa série é denominada de cadeia respiratória.   Os fluxos de elétrons ao longo da cadeia causa o transporte ativo de prótons pela membrana mitocondrial interna, fora da matriz, criando um gradiente de concentração.

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CADEIA CADEIA

RESPIRATÓRIA RESPIRATÓRIA

CONTÉM TRÊS CONTÉM TRÊS

COMPONENTES COMPONENTES

  Complexos protéicos grandes - estão ligados às dobras das membranas mitocondriais internas, as cristas mitocondriais, em eucariotos, ou à membrana plasmática dos procariotos.   Citocromo c - é uma proteína de periferia de membrana, que se encontra no espaço entre as membranas mitocondriais externa e interna, presa frouxamente e essa última.

Centro de Ciências Departamento de Biologia   Ubiquinona Q - é uma molécula pequena, não-polar, que se move livremente no interior hidrofóbico da bicamada fosfolipídica da membrana interna. **Oxidação do NADH + H +. Os elétrons de NADH + H Oxidação do NADH + H +. Os elétrons de NADH + H

• passam pela cadeia respiratória, uma série de + passam pela cadeia respiratória, uma série de moléculas transportadoras na membrana moléculas transportadoras na membrana mitocondrial interna. Os transportadores ganham mitocondrial interna. Os transportadores ganham energia livre quando se tornam reduzidos e energia livre quando se tornam reduzidos e desprendem energia livre quando são oxidados. desprendem energia livre quando são oxidados.**

**Centro de Ciências Departamento de Biologia Por que a cadeia respiratória Por que a cadeia respiratória deveria ter tantos elos? Por que, por deveria ter tantos elos? Por que, por exemplo, as células não usam exemplo, as células não usam apenas o passo único a seguir? apenas o passo único a seguir? NADH + H NADH + H ++

• ½ O+ ½ O 22**

NADNAD

**++

• H+ H 22**

OO

Centro de Ciências Departamento de Biologia Se apenas elétrons são Se apenas elétrons são transportados nas reações de finais transportados nas reações de finais da cadeia respiratória, o que da cadeia respiratória, o que acontece com H+? Como o acontece com H+? Como o transporte de elétrons é acoplado à transporte de elétrons é acoplado à produção de ATP? produção de ATP?