Ciclo de Krebs e Cadeia transportadora de elétrons

Question 1

Quais são as funções do ciclo de Krebs

Answer 1

A principal função é fornecer energia através da oxidação completa de seus combustíveis (carboidratos, aminoácidos e ácidos graxos).

→ Função catabólica- Metabolismo exergônico (igual metabolismo catabólico, libra energia).

→ Função anabólica- E seus intermediários podem ser utilizados para a síntese de compostos.

Possui tanto a função anabólica quanto catabólica (anfibólico);
→ Tanto produz energia quanto a utiliza para a síntese de outros compostos (exemplo:
síntese de gordura em altos níveis de ATP).

Fornece os intermediários (com 4 e 5 átomos de carbono) para a biossíntese de aminoácidos, ácidos graxos e glicose.

Question 2

Qual é a função da cadeia transportadora de elétrons?

Answer 2

A oxidação das coenzimas é obrigatoriamente feita pela cadeia de transporte de elétrons e, o ciclo de Krebs, ao contrário da glicólise, só pode funcionar em condições aeróbicas.

Question 3

Qual é o processo que ocorre na cadeia transportadora de elétrons?

Answer 3

Os NADH e FADH2 produzidos na glicólise e o ciclo de Krebs transfere elétrons para o oxigênio numa série de reações conhecidas como cadeia de transporte de elétrons.

O NADH e FADH2 são oxidados para NAD+ e FAD, o qual pode ser usado novamente em vários caminhos metabólicos. Isto ocorre na mitocôndria por um processo que compreende a remoção de seus prótons e elétrons:

→ Elétrons são transportados por uma série de transportadores de elétrons até o citocromo oxidase que promove a transferência de elétrons para o oxigênio, recebendo elétrons, o oxigênio liga-se aos prótons do meio, formando H2O.

Question 4

Para cada molécula de NADH serão produzidas quantas moléculas de ATP?

Answer 4

2,5 ATP´S.

Question 5

Para cada molécula de FADH serão produzidas quantas moléculas de ATP?

Answer 5

1,5 ATP´S.

Question 6

Como os intermediários do ciclo de krebs podem ser utilizados na biossíntese de outros compostos?

Answer 6

Através da ação de muitas enzimas auxiliares importantes, certos intermediários do ciclo de Krebs, particularmente oxaloacetato e a-cetoglutarato, podem ser removidos para servirem como percursores de aminoácidos.

Question 7

Qual é a relação da vitamina tiamina e a atividade do complexo enzimático piruvato desidrogenase?

Answer 7

Tiamina (vitamina B12): é uma coenzima essencial nesse complexo, sendo componente da
enzima TPP (tiamina pirofosfato - atua como cofator);

→ A falta de tiamina impede a execução da reação.

Question 8

Porque o ciclo do ácido cítrico (ciclo de krebs) é considerado parte do metabolismo aeróbico, embora o oxigênio molecular não apareça em nenhuma reação?

Answer 8

Pois apesar de o O2 não participar diretamente no ciclo, o NAD+ e o FAD só podem ser regenerados na mitocôndria através da cadeia transportadora de elétrons para o aceptor final que é o oxigênio.

Question 9

Como as moléculas de ATP são produzidas?

Answer 9

Em cada ciclo, para cada grupo acetil, 1 molécula de ADP é convertida em ATP, 3 NAD+ são reduzidos a NADH, o FAD recebe 2 elétrons e 2 prótons formando FADH2. Portanto, considerando que cada molécula de glicose produz 2 acetil-CoA, ao final do ciclo de Krebs, terão sido produzidos 6 NADH, 2 FADH2 e 2 ATP.

Question 10

Ciclo de Krebs é considerado uma reação exergônica?

Answer 10

Sim, é considerado uma reação exergônica pois ocorre a liberação de energia.

Question 11

Quais são as etapas do ciclo de Krebs?

Answer 11

1. A Acetil-CoA entra no ciclo e une-se ao oxalacetato, formando o citrato (o CoA sai fornecendo energia para a reação acontecer)
2. Retira-se um H2O do citrato, formando o aconitato - intermediário (enzima: aconitase);
3. O H2O retorna ao aconitato em outra posição, formando o isocitrato;
4. O isocitrato fornece dois hidrogênios para o NAD, formando um NADH e ainda libera um CO2, dessa forma, forma-se o composto α-cetoglutarato → têm-se um
   grupo carbolina (enzima: isocitrato-desidrogenase);
5. O α-cetoglutarato libera um CO2 (fornece energia) e no lugar entra uma CoA, além disso, forma-se mais um NADH. A reação dá origem ao succinil CoA;
   a. A carbonila favorece a saída do CO2 e posteriormente do CoA.
6. O succinil CoA libera a CoA (fornecendo energia para a reação seguinte). Após isso, um fosfato livre (Pi) une-se à um GDP, formando GTP, que libera o fosfato ofertando-o para o ADP → formando ATP (enzima: succinil - CoA sintetase). Após perder o CoA, o succinil CoA torna-se o succinato;
   a. Têm enzimas que produzem o ATP diretamente (unem o Pi ao ADP) e outras que fazem o processo através do GDP (+ Pi) → GTP (- Pi) → ADP + Pi = ATP.
7. O succinato perde dois hidrogênios que são transferidos para um FAD → FADH2, formando um fumarato (enzima: succiniato desidrogenase);
8. O fumarato recebe uma molécula de H2O (enzima: fumarase), formando o malato;
9. O malato perde dois hidrogênios para o NAD → NADH, ao retirá-los, obtém-se novamente o oxalacetato (enzima: malato desidrogenase);
10. O oxalacetato une-se à Acetil-CoA, iniciando novamente o ciclo.
    a. Resultado: Produz-se 3 NADH + 1 FADH + 1 ATP para cada molécula de Acetil-CoA (o resultado é o dobro devido à oxidação de duas mol. de piruvato).

Question 12

Como ocorre a produção de ATP no ciclo de krebs?

Answer 12

1. A fim de produzir os ATPs, o ciclo pega um fosfato (P) e une a um GDP, formando o composto GTP;
2. O GTP perde um fosfato (retorna a ser GDP), que é transferido ao ADP, formando ATP.

Question 13

Qual é o resultado final através do circuito malato aspartato ?

Answer 13

31 ATP.

Question 14

Qual é o resultado através do circuito glicerol fosfato ?

Answer 14

29,5 ATP.

Question 15

Como ocorre a formação do FADH?

Answer 15

1. FADH2 entrega o par de elétrons ao complexo II e retorna a ser FAD;
2. O par de elétrons é atraído pelo O2 mas não passa pelo Complexo I (pula), pois tem menos energia que os elétrons do NADH;
3. Ao chegar no complexo III, é utilizada a energia dos elétrons para bombear 4H+;
4. No complexo IV, há energia para bombear mais 2H+;
5. Os elétrons se encontram com o O2, formando H2O;
6. A fim de produzir ATP é necessário o ADP + fosfato (Pi);
7. 1H+ retorna ao interior da membrana interna da mitocôndria carregando o fósforo atraído pela carga negativa;
8. 3H+ (também atraídos de volta) passam pela ATP sintase provocando o seu giro e assim produzindo 1 ATP através de um ADP + fósforo;
9. A partir de cada FADH2 são bombeados 6H+, totalizando 1,5 ATPs.

Question 16

Como ocorre a formação do NADH?

Answer 16

1. O NADH descarrega o par de elétrons na cadeia de transporte e retorna a suas funções;
2. O par de elétrons é recebido pelo complexo I, que utiliza a sua energia para bombear 4H+ (estavam dentro da mitocôndria) para o espaço entre a membrana externa e a interna;
   a. Esses elétrons servem para fornecer energia para bombear o H+;
3. Ao chegar no complexo III, fornece energia novamente para bombear + 4H+
4. No complexo IV, já não há tanta energia assim, portanto, são bombeados + 2H+, totalizando: 10H+;
5. O par de elétrons encontra-se com o O2, formando água (destino irrelevante);
6. A fim de produzir ATP é necessário o ADP + fosfato (Pi);

a. O fosfato (livre/inorgânico) entra na mitocôndria carregado por 1H+, que foi atraído pela carga negativa do interior da membrana interna;

b. Posteriormente, outros 3H+ retornam ao interior da mitocôndria (também atraídos pela carga negativa) pelo interior da ATP sintase;

c. Nesse momento, a ATP sintase gira (o retorno dos 3 hidrogênios produz esse movimento - gerando energia química ATP) e une um ADP ao fosfato inorgãnico = resultando em 1 ATP; O ATP é formado por 1H(transportando o fósforo) + 3H+ (giram a ATP sintase = gera 1 ATP.

d. A partir de cada NADH foram bombeados 10H+ totalizando 2,5 ATPs (4H+ necessários para formar 1).

Os elétrons são atraídos pelo oxigênio, portanto, passam de uma proteína a outra até juntar-se com o O2 e formar a água;