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FISIOLOGIA E NUTRIÇÃO FISIOLOGIA E NUTRIÇÃO DA VIDEIRADA VIDEIRA

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Prof. Leonardo Cury Prof. Leonardo Cury

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Respiração CelularRespiração Celular

Bento Gonçalves/RS 1

Equação Geral (Respiração celular (Aeróbica))Equação Geral (Respiração celular (Aeróbica))

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

∆G’ = + 2.880 kJ

ATP

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∆G’ = + 2.880 kJ

-Compostos orgânicos reduzidos são metabolizados e oxidados de maneira controlada;

-A energia livre é liberada e transitoriamente armazenada na forma de ATP

-Para impedir danos por incineração o processo passa por 4 processos

Estrutura da Mitocôndria

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Mitocôndria

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Com O 2

Sem O2

Citossol

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GlicóliseUm açúcar (Triose fosfato) é parcialmente oxidado catalisado por enzimas solúveis no citossol ou no plastídio;

Rendimento de pequena quantidade de ATP e um Nucleotídeo Piridina Reduzido (NADH).

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Glicólise

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GlicóliseOcorre em nove etapas catalisado por enzimas específicas;

É um processo anaeróbico que ocorre no citossol;

ADP + Pi ATP

NAD+ + H+ + 2e- NADH + H

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GlicóliseEtapa I:

Glicose Glicose 6 Fosfato

Etapa II:

Glicose 6 Fosfato Frutose 6 Fosfato

ATP ADP + Pi

Hexoquinase

Fosfoglicoisomerase

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Glicose 6 Fosfato Frutose 6 Fosfato

Etapa III:

Frutose 6 Fosfato Frutose 1-6 BifosfatoFosfofrutoquinase

ATP ADP + Pi

GlicóliseEtapa IV (Ciclagem da Glicólise – 1 molécula de 6C = 2 moléculas de 3C):

Frutose 1-6 BifosfatoGliceraldeido 3 Fosfato

Diidróxiacetona-fosfatoconversão

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Etapa V:

Gliceraldeído 3-fosfato 1-3 Bifosfoglicerato

Gliceraldeído 3-fosfatoDesidrogenase

NAD+ 2 NADH + 2H

Redutor do NAD+ proveniente da respiração aeróbica

GlicóliseEtapa VI:

1-3 Bifosfoglicerato 3 Fosfoglicerato

Etapa VII:

Glicerato 3-fosfatoQuinase

ADP 2 ATP(Fosforilação)

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Etapa VII:

3 Fosfoglicerato 2 FosfogliceratoFosfogliceromutase

GlicóliseEtapa VII:

2 Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato

Etapa IX:

Enolase

H2O

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Etapa IX:

Fosfoenolpiruvato 2 PiruvatoPiruvato Quinase

ADP 2 ATP(Fosforilação)

Glicose + 2NAD+ + 2ADP + Pi 2 Piruvatos + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O

Reações de Oxiredução InternasVia Aeróbica:

Piruvato depende de O2 para seguir esta rota;

Em presença de oxigênio o Piruvato é completamente oxidado a CO2 e a Glicólise torna-se a fase inicial da respiração;

Posteriormente ocorre o ciclo de Krebs (Ciclo do Ácido Cítrico);

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Etapa preliminar a oxidação do piruvato (Via aeróbica):

Piruvato

CH3 – C - CoA

= O

Acetil CoA

NAD+ 2 NADH + H+

2 CO2 CoA

Ciclo de Krebs

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Ciclo de KrebsComeça com o Acetil CoA (Substrato relal);

Acetil CoA combina-se com o axalacetato para reduzir o citrato (6C) e a CoAé liberada ao ligar-se novamente a um grupo acetil;

Cada ciclo ou volta utiliza-se um acetil CoA e regenara uma molécula de oxalacetato;

Parte da energia liberada na oxidação dos átomos de carbono é utilizada

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Parte da energia liberada na oxidação dos átomos de carbono é utilizada para converter ADP em ATP (uma por ciclo);

Uma molécula de FADH2 é formada a partir do FAD a cada volta do ciclo;

O oxigênio não está diretamente envolvido no ciclo;

Os elétrons e os prótons removidos durante a oxidação do carbono são aproveitados pelo NAD+ e pelo FAD.

Ciclo de Krebs

Oxalacetato + Acetil CoA + ADP + Pi + 3NAD+ + FAD

Oxalacetato + 2CO2 + CoA + ATP + 3NADH + 3H+ + FADH2

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Cadeia Transportadora de Elétrons

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Cadeia Transportadora de Elétrons

Molécula de Glicose completamente oxidada;

A maior parte da energia permanece nos elétrons removidos dos átomos de carbono a medida que forem sendo oxidados;

Os elétrons são transferidos para os carreadores NAD+ e FAD em um alto nível energético;

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nível energético;

Durante a cadeia de transporte de elétrons são transportados para níveis mais baixos de energia até alcançar a molécula de oxigênio;

A energia liberada é utilizada para formar ATP a partir de ADP (Fosforilação oxidativa);

Cadeia Transportadora de Elétrons

Os carreadores de elétrons na cadeia transportadora de elétrons da mitocôndria diferem do NAD+ e FAD quanto as estruturas químicas;

Alguns são conhecidos como citocromos (molécula de proteína ligada a um anel de porfirina contendo ferro);

Cada citocromo difere em sua estrutura protéica e quandto ao nível energético no qual ligam-se os elétrons;

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energético no qual ligam-se os elétrons;

Em sua forma reduzida os citocromos carregam somente elétrons;

As proteínas de ferro-enxofre são outro componente importante na cadeia transportadora de elétrons;

O ferro não é ligado a um anel de porfirina mas sim a sulfetos ou átomos de enxofre;

Cadeia Transportadora de Elétrons

Resíduos de cisteína, como os citocromos, carregam elétrons não acompanhados de prótons

As moléculas de quinona são elementos abundantes na cadeia de transporte de elétrons;

Diferente dos citocromos e das proteínas ferro-enxofre as quinonas carregam um elétrons e um próton;

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carregam um elétrons e um próton;

Estes prótons podem ser lançados através da membrana mitocondrial (espaço intermembranas);

Toda vez que uma molécula de quinona aceita um elétron de um citocromo “captura” um próton (H+) do meio circulante;

Cadeia Transportadora de Elétrons

Ao doar o elétron ao próximo carreador (citocromo) o próton é liberado ao meio (gradiente eletroquímico entre membranas);

No topo da cadeia transportadora de elétrons estão os elétrons carreados pelo NADH e FADH2;

Para uma molécula de Glicose oxidada no ciclo de Krebs produz duas moléculas de FADH e seis moléculas de NADH;

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moléculas de FADH2 e seis moléculas de NADH;

Além disso a oxidação do piruvato a Acetil CoA produz duas moléculas de NADH;

Na Glicólise são produzidas duas moléculas adicionais de NADH;

Cadeia Transportadora de ElétronsOs elétrons de todos os NADH são transferidos ao receptor de elétrons Flavina mononucleotídeo (FMN) que é o primeiro componente na cadeia de transporte de elétrons.

Os elétrons do FADH2 são transferidos a um aceptor de elétrons posterior na cadeia (CoQ);

A medida que os elétrons fluem ao longo da cadeia transportadora de um

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A medida que os elétrons fluem ao longo da cadeia transportadora de um nível energético mais alto a um mais baixo a energia é liberada e utilizada para gerar o gradiente de prótons;

Este gradiente conduz a produção de ATP a partir de ADP + Pi a favor do gradiente de potencial eletroquímico através do complexo ATPsintetase;

Ao final da cadeia os elétrons são aceitos pelo oxigênio combinam-se aos prótons (H+) formando H2O.

Cadeia Transportadora de Elétrons

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Rendimento Energético da Respiração Aeróbica

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OBRIGADO PELA ATENÇÃOOBRIGADO PELA ATENÇÃO

??leonardo.cury@bento.ifrs.edu.br

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