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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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