Cadeia de Transporte de Elétrons Definição

A cadeia de transporte de elétrons é um conjunto de proteínas que a transferência de elétrons através de uma membrana dentro de mitocôndrias para formar um gradiente de prótons que impulsiona a criação de adenosina trifosfato (ATP). O ATP é usado pela célula como energia para processos metabólicos para funções celulares.

onde ocorre a cadeia de transporte de electrões?

durante o processo, um gradiente de protões é criado quando os protões são bombeados da matriz mitocondrial para o espaço intermembranar da célula, o que também ajuda a conduzir a produção de ATP. Muitas vezes, o uso de um gradiente de prótons é referido como o mecanismo quimiosmótico que impulsiona a síntese de ATP, uma vez que ele depende de uma maior concentração de prótons para gerar “força motriz de prótons”. A quantidade de ATP criada é diretamente proporcional ao número de prótons que são bombeados através da membrana mitocondrial interna.

A cadeia de transporte de elétrons envolve uma série de reações redox que depende de complexos de proteína para a transferência de elétrons de uma molécula doadora para um aceitador molécula. Como resultado dessas reações, o gradiente de prótons é produzido, permitindo que o trabalho mecânico seja convertido em energia química, permitindo a síntese de ATP. Os complexos estão embutidos na membrana mitocondrial interna chamada cristae em eucariotas. Junto com a membrana mitocondrial interna está a matriz, que é onde as enzimas necessárias, tais como piruvato desidrogenase e piruvato carboxilase estão localizados. O processo também pode ser encontrado em eucariotas fotossintéticos na membrana tilacóide de cloroplastos e em procariontes, mas com modificações.os subprodutos de outros ciclos e processos, como o ciclo do ácido cítrico, oxidação de aminoácidos e oxidação de ácidos graxos, são usados na cadeia de transporte de elétrons. Como visto no geral reacção redox,

2 H+ + 2 e+ + ½ O2 → H2O + energia

a energia é liberada em uma reação exotérmica quando os elétrons passam através de complexos; três moléculas de ATP são criados. Fosfato localizado na matriz é importado através do gradiente de prótons, que é usado para criar mais ATP. O processo de geração de mais ATP através da fosforilação de ADP é referido à fosforilação oxidativa uma vez que a energia da oxigenação de hidrogênio é usada em toda a cadeia de transporte de elétrons. A ATP gerada a partir desta reação continua a alimentar a maioria das reações celulares necessárias para a vida.

Steps of the Electron Transport Chain

In the electron transfer chain, electrons move along a series of proteins to generate an expulsion type force to move hydrogen ions, or protons, across the mitochondrial membrane. Os electrões começam as suas reacções no complexo i, continuando no complexo II, atravessando para o complexo III e citocromo c através da coenzima Q e, finalmente, para o complexo IV. Os próprios complexos são proteínas complexas e estruturadas na membrana fosfolípida. Eles são combinados com um íon metálico, como ferro, para ajudar com a expulsão de prótons para o espaço intermembranar, bem como outras funções. Os complexos também sofrem mudanças conformacionais para permitir aberturas para o movimento transmembranar de protões.estes quatro complexos transferem activamente electrões de um metabolito orgânico, como a glucose. Quando o metabolito se decompõe, dois elétrons e um íon hidrogênio são liberados e, em seguida, captados pela coenzima NAD+ para se tornar NADH, liberando um íon hidrogênio no citosol.

o NADH agora tem dois elétrons passando-os para uma molécula mais móvel, ubiquinona (Q), no primeiro complexo proteico (complexo I). O complexo I, também conhecido como NADH desidrogenase, bombeia quatro íons de hidrogênio da matriz para o espaço intermembranar, estabelecendo o gradiente de prótons. Na proteína seguinte, O complexo II ou Succinato desidrogenase, outro portador de elétrons e coenzima, o succinato é oxidado em fumarato, fazendo com que a FAD (dinucleótido de flavina-adenina) seja reduzida a FADH2. A molécula de transporte, FADH2 é então reoxidada, doando elétrons para Q (tornando-se QH2), enquanto libera outro íon de hidrogênio para o citosol. Embora o complexo II não contribua diretamente para o gradiente de prótons, ele serve como outra fonte para elétrons.

complexo III, ou citocromo c redutase, é onde ocorre o ciclo Q. Há uma interação entre Q e citocromos, que são moléculas compostas de ferro, para continuar a transferência de elétrons. Durante o ciclo Q, o ubiquinol (QH2) previamente produzido Doa elétrons para ISP e citocromo b tornando-se ubiquinona. ISP e citocromo b são proteínas localizadas na matriz que então transfere o elétron recebido de ubiquinol para o citocromo c1. O citocromo c1 então o transfere para o citocromo c, que move os elétrons para o último complexo. (Nota: ao contrário da ubiquinona (Q), o citocromo c só pode transportar um electrão de cada vez). Ubiquinona então é reduzida novamente para QH2, reiniciando o ciclo. No processo, outro íon hidrogênio é liberado no citosol para criar ainda mais o gradiente de prótons.

os citocromos estendem-se então para o complexo IV, ou citocromo c oxidase. Os elétrons são transferidos um de cada vez para o complexo a partir do citocromo C. Os elétrons, além de hidrogênio e oxigênio, então reagem para formar água em uma reação irreversível. Este é o último complexo que transloca quatro protões através da membrana para criar o gradiente de protões que desenvolve ATP no final.

Como o gradiente de prótons é estabelecido, F1F0 ATP sintase, algumas vezes referido como Complexo V, gera o ATP. O complexo é composto por várias subunidades que se ligam aos prótons liberados em reações anteriores. À medida que a proteína gira, protões são trazidos de volta para a matriz mitocondrial, permitindo que ADP se ligue ao fosfato livre para produzir ATP. Para cada rodada completa da proteína, três ATP é produzido, concluindo a cadeia de transporte de elétrons.

Quiz

1. Complexo IV, também conhecido como citocromo oxidase, realiza qual reação?
A. NADH + Q ↔ NAD+ + QH2
B. NADH ↔ NAD+ + 2H+ + 2e–
C. 2 H+ + 2 e+ + ½ O2 → H2O + energia
D. 4 H+ + 4 e– + O2 → 2 H2O

2. Que componente é passado para o primeiro complexo da cadeia de transporte de electrões?
A. NADH + H+
B. FADH+
C. Q
D. citocromo c