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segunda-feira, maio 18, 2015

NADH, FADH2 e NADPH - Coenzimas do metabolismo energético


Coenzimas importantes envolvidas nas reações de oxidação-redução dos processos do metabolismo energético.

Maximiliano Mendes 
Essa postagem é um complemento aos outros materiais que já disponibilizei sobre o assunto, aqui nesse blog e no Youtube:


Além da Coenzima A mencionada, há outras coenzimas importantes envolvidas nos processos do metabolismo energético e, dependendo da forma como o seu professor ensina e cobra esse conteúdo, é bom que você tenha uma noção sobre algumas delas. Essas coenzimas são responsáveis por captar os elétrons de alta energia liberados nas reações de oxidação (são reduzidas). Depois, elas transferem esses elétrons de alta energia (sofrem oxidação) para outras substâncias, como as bombas de íons H+ localizadas nas membranas internas das mitocôndrias e enzimas do ciclo de Calvin-Benson na fotossíntese. São elas:

NAD – Dinucleotídeo de nicotinamida e adenina.

NAD+ + H+ + 2 e- -> NADH (forma reduzida).

O NADH transfere os elétrons de alta energia e, com isso, energia, para o primeiro dos três complexos proteicos localizados na membrana interna das mitocôndrias, responsável por bombear H+ para o espaço intermembranar.

Quantidades geradas por molécula de glicose:

Glicólise: dois.
Formação de acetil-CoA: dois.
Ciclo de Krebs: seis.

Para cada NADH, estima-se que podem ser gerados três ATPs na fosforilação oxidativa.

FAD – Dinucleotídeo de flavina e adenina.

FAD + 2H+ + 2 e- -> FADH2 (forma reduzida).

Os elétrons de alta energia do FADH2 serão transferidos para o segundo complexo proteico bombeador de íons H+ nas membranas internas das mitocôndrias. Assim, ao contrário dos elétrons fornecidos pelo NADH, que passam pelas três bombas de H+, os do FADH2 passam por duas. Por isso, às vezes se lê que os elétrons do FADH2 têm menos energia ou algo do tipo.

Quantidades geradas por molécula de glicose:

Ciclo de Krebs: dois.

Para cada FADH2, estima-se que podem ser gerados dois ATPs na fosforilação oxidativa.

NADP – Dinucleotídeo de adenina e nicotinamida fosfato.

NADP+ + H+ + 2 e- -> NADPH (forma reduzida).

Os elétrons de alta energia do NADPH serão utilizados por enzimas que fazem parte do ciclo de Calvin-Benson (ciclo das pentoses) na fase de fixação do carbono da fotossíntese (“fase escura”).

Quantidades geradas:

Fase clara da fotossíntese: a quantidade gerada depende de diversos fatores, como a intensidade luminosa. De qualquer forma, para ter uma noção, uma equação simplificada e balanceada da fase clara pode ser a seguinte:

2 H2O + 2 NADP+ + 3 ADP + 3 Pi + energia luminosa -> 2 NADPH + 2 H+ + 3 ATP + O2

Equações simplificadas:

Para constar, eis aqui as equações simplificadas dos processos:

Respiração celular:
C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + Energia

Glicólise:
Glicose (C6H12O6) + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pi -> 2 Piruvato (C3H4O3) + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP + 2 H2O

Formação de Acetil Coenzima A:
Piruvato (C3H3O3-) + NAD+ + Coenzima A -> CO2 + NADH + H+ + Acetil (C2H3O)-Coenzima A

Ciclo de Krebs (ou do ácido cítrico):
Acetil-Coa + Oxaloacetato (C4H2O5-2) + 3 NAD+ + GDP + Pi + FAD + H2O -> Oxaloacetato + 3 NADH + FADH2 + GTP + 2 CO2

Fermentação alcoólica:
Piruvato + NADH -> CO2 + Etanol +NAD+
Lembrar que, para cada molécula de glicose, a glicólise gera duas moléculas de ácido pirúvico e duas de ATP.

Fermentação láctica após a glicólise:
Piruvato + NADH -> Lactato + 2 NAD+
Lembrar que, para cada molécula de glicose, a glicólise gera duas moléculas de ácido pirúvico e duas de ATP.

Fotossíntese:
6 CO2 + 6 H2O + Energia luminosa -> C6H12O6 + 6 O2

Fase clara ou etapa fotoquímica:
2 H2O + 2 NADP+ + 3 ADP + 3 Pi + energia luminosa -> 2 NADPH + 2 H+ + 3 ATP + O2

Fase escura, ou fase de fixação do carbono:
3 CO2 + 9 ATP + 6 NADPH -> C3H6O3-fosfato (gliceraldeído-3-fosfato) + 9 ADP + 8 Pi + 6 NADP+

Vídeo legal sobre o ciclo de Calvin:
(Tem legendas em língua portuguesa).

Também para constar, aqui vão duas figuras das cadeias de transporte de elétrons e fosforilações oxidativas, a da respiração/mitocondrial em cima e a da fotossíntese/cloroplastos em baixo:





Referências:

Campbell, Reece et al. Biologia. 8ª Ed. Artmed. 2010.
Voet & Voet. Bioquímica. 4ª Ed. Artmed. 2013.
Nelson & Cox. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 6ª Ed. Artmed. 2014.
http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/
Wikipédia em língua inglesa

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