Mitocôndrios Flashcards
OXPHOS
Eugene Kennedy, Albert Lehninger (1948)
–> Mitocôndrios isolados capazes de efectuar todas reações do TCA e transporte de e- de substratos (como succinato) para o O2 –> fluxo de e- acoplado com a formação de ATP.
Organização mitocondrial
Membrana Externa, permeável a mols <10 kDa (porina/VDAC)
-espaço intermembranar-
Membrana Interna, impermeável a iões/mols polares, com muita cardiolipina (~20%, interage c/ enzimas OXPHOS) e proteína (razão 3:1 prot lípido)
–>Cristas (cadeia respiratória, síntese ATP, transportadores… estado met–> +/-)
–>Membrana de delimitação interna
-matriz- (TCA, beta-ox, expressão DNA mt para enzimas OXPHOS etc)
Centros redOX em sistemas bq
organismos vivos adaptaram diversos cofatores redox –> estabelecer vias de transferência el. à distância e catálise redox:
1) Cofatores inorgânicos (centros ferro-enxofre (Fe-S)..) e seus derivados heterometálicos (grupo FeMoCo dos nitrogenases..)
2) Cofatores organometálicos (hemos, clorinas, molibdopterinas)
3) Cofatores orgânicos (flavinas , quinonas) e cadeias laterais de
AA (Trp, Tyr)
Centros redox inorgânicos e organometálicos –> 3 metais top: Fe, Cu, Mn
Transportadores redox da cadeia de transporte el.mitocondrial
Transportadores de e-:
Citocromos (Hemoglobin/Cu)
Proteinas de Ferro-Enxofre
Transportadores de e- e H+:
Flavinas
Ubiquinona
Citocromos- teorias
Thunberg, Wieland (1912-17):
oxidação de compostos orgs envolve ativação de átomos H, catalisada por desidrogenases, que depois reagem com O2 reduzindo-o a água
Warburg (1913): cianeto inibe o consumo de O2 em células e tecidos aeróbios
(1923): mecanismo básico de oxidação na respiração: ativação do O2 pelo enzima respiratório (Atmungsferment, com Fe) permitindo a sua reação com os átomos H nos substratos
MacMunn (1882-1886): descoberta dos pigmentos histo-hematina e mio-hematina (hematina = pigmento obtido pela oxidação do hemo)
David Keilin (1925): descoberta dos citocromos a, b, c e d.
Citocromos (estrutura cofactor + espetros)
- Estruturas químicas dos grupos hemo:
- Hemo A: c/ cadeia isoprénica, aldeído (liga a 2 His) (hemo a3 só liga a 1 His)
- Fe-Protoporfirina IX (cyt b): “base” (liga a 2 His)
- Hemo C: lig. tioéter a cys (e lig a Met e His)
2. Espetros Caraterísticos Alto pico (gamma= banda Soret) a ~420nm, forma reduzida: picos beta ~520 nm e alpha ~550nm
Citocromos- teoria conjunta
Keilin (1925,1927): proposta de uma cadeia respiratória (junção Wieland e Warburg)
- Em conds anaeróbias os cyt ficavam rapidamente reduzidos; com O2 ficavam oxidados;
- inibidores (CN-, CO e azeto (N -)) bloqueavam oxidação dos cyt pelo O2
- Outros inibidores (amytal, rotenona e malonato) bloqueavam redução dos cyt
- Cyt c purificado não era oxidado diretamente pelo O2 mas oxidado pelo O2 na
presença de extrato de músculo capaz de oxidar o succinato.
Warburg & Negelein (1929): espectro de absorção enzima respiratório-CO: Fe está ligado ao enzima sob forma de hemo.
–> enzima respiratório (Atmungsferment) é um cyt
Keilin & Hartree (1927, 1938):
enzima respiratório de Warburg = indofenol oxidase = citocromo c oxidase (com 2 tipos de cyt, a e a3)
Centros ferro-enxofre das proteínas de ferro-enxofre
Vince Massey (1957): Succinato desidrogenase (SDH) contem sulfureto lábil --> centros decompõem-se... ex dif. RIESKE (lig a 2 cis e 2 His)
Helmut Beinert (1960): SDH apresenta um sinal em EPR
!Existem muitas + proteínas de Fe-S do que cyt na cadeia de transporte eletrónico
Ubiquinona (coenzima Q)
Frederick L. Crane (1957): Descoberta da ubiquinona (Q-275)
Ubiquinona (Q) completamente ox -H+ +e–> Radical Semiquinona (.QH) -H++e–> Ubiquinol (QH2) totalmente red
Comparada com [cyt] está em largo excesso: [Q] = 7 [cit a3]
succinato; 3-fosfato de glicerol; alfa-cetoglutarato; beta-hidroxibutirato; malato
+ mit –> Q –> QH2
AH2 -DH-> reservatório Q -> citocromos -> O2
Flavinas
FMN/ FAD tot. ox.
-H++e–> radical FMNH/ FADH-H++e–> FMNH2/FADH2 tot. red.
Membrana interna:
- NADH DH (FMN);
- Succinato DH (FAD)
- Di-hidroorotato DH (FMN)
- 3-fosfato de glicerol DH (FAD)
Matriz:
- Acilo gordo-CoA DH (FAD)
- Flavoproteína de transferência de e- (ETF) e ETF-ubiquinona oxidoredutase (FAD)
Organização dos transportadores na cadeia de transporte el. mit e aproximações seguidas
AH2 –> NADH/FADH2 –> Q –> cit.b, c1 –> cit.c –> cit.a –> cit.a3 –> O2
- Uso de potenciais redox
- Estudos espectrofotométricos, estudos com elétrodo de oxigénio
- Uso de inibidores
- Isolamento de fragmentos da cadeia de transporte eletrónico da membrana
Uso de potenciais redox padrão p/ determinar ordem: limitações
- Não é deltaEº’ que determina direção do fluxo de eletrões, mas a dif. entre potenciais redox operacionais deltaE (depende da [] dos reagentes e produtos)
Por estarem na membrana:
- Mesmo que a transf el. seja TD favorável, pode não ocorrer se transportadores não perto suf.
- valores de Eº’ de alguns transportadores ele. mit. são difíceis de medir com exatidão
