Que é a corrente de transporte do elétron?

A corrente de transporte do elétron é compreendida de uma série de reacções enzimáticos dentro da membrana interna das mitocôndria, que são os organelles da pilha que liberam e armazenam a energia para todas as necessidades fisiológicos.

Enquanto os elétrons são passados através da corrente por uma série de reacções da oxidação-redução, a energia está liberada, criando um inclinação de íons de hidrogênio, ou de protão, através da membrana. O inclinação do protão fornece a energia para fazer o ATP, que é usado na fosforilação oxidativo.

Representação esquemática da corrente de transferência do elétron através das reacções chemiosmotic. Crédito de imagem: Ellepigrafica/Shutterstock
Representação esquemática da corrente de transferência do elétron através das reacções chemiosmotic. Crédito de imagem: Ellepigrafica/Shutterstock

As reacções da corrente de transporte do elétron são realizadas por uma série de proteínas da membrana e de moléculas orgânicas. São arranjados em quatro complexos. Nos eukaryotes, a corrente de transporte do elétron é ficada situada na membrana mitocondrial interna. Nos prokaryotes, é ficada situada dentro da membrana de plasma.

Os elétrons movem-se através da corrente de transporte do elétron de um mais alto para o estado de mais baixa energia. A liberação da energia move protão através dos canais nas proteínas da membrana, movendo as no espaço interno da membrana. Isto conduz a um acúmulo positivamente - de protão cobrados, que crie um potencial elétrico através da membrana.

As reacções da corrente de transporte do elétron envolvem diversos grandes complexos da proteína da membrana dentro da membrana mitocondrial interna. Alguns são descritos abaixo.

O complexo da desidrogenase do NADH

O complexo da desidrogenase do NADH (o complexo I) contem mais de 40 polipeptídeos. Transfere elétrons do NADH à coenzima Q10. A reacção começa quando o NADH me liga ao complexo, transferindo dois elétrons ao grupo protético (FMN) do mononucleotide do flavin, tendo por resultado a formação de FMNH2. Os elétrons são transferidos então através dos conjuntos do ferro-enxofre à coenzima Q10. A mudança no estado dos redox da proteína induz uma mudança conformational, fazendo com que os quatro íons de hidrogênio sejam bombeados no espaço interno da membrana. Quatro protão são transportados assim através da membrana na reacção.

Desidrogenase do Succinate (complexo II)

A desidrogenase do Succinate, igualmente conhecida como o reductase do succinate-CoQ, recebe elétrons na associação da quinona do succinate e transfere-os a Q. Complexo II tem quatro subunidades. O complexo II opera a paralela ao I. complexo. Contudo, nenhum protão é transportado no espaço do intermembrane. Esta enzima igualmente participa no ciclo do ácido tricarboxylic (ácido cítrico) também.

O complexo do citocromo b-c1

O complexo do citocromo b-c1 (complexo III), tem 11 correntes do polipeptídeo e funções como um dímero, e é sabido igualmente como a coenzima Q: c-oxidorredutase do citocromo ou reductase do citocromo c. Três grupos do heme são encontrados dentro de cada monómero, de limite aos citocromo e de uma proteína do ferro-enxofre. A função do complexo b-c1 é através de um mecanismo do Q-ciclo. Catalisa a redução do citocromo c pela oxidação da coenzima Q ao bombear 4 protão da matriz mitocondrial ao espaço do intermembrane. As mutações do complexo III são associadas com a intolerância do exercício e as algumas desordens do sistema múltiplo.

Oxidase do citocromo c

A oxidase do citocromo c é a última etapa na corrente de transporte do elétron. Funciona como o dímero de s, com cada monómero que contem 13 correntes diferentes do polipeptídeo, incluindo dois citocromo e dois átomos de cobre. Aceita dois elétrons de duas moléculas do citocromo c e passa-lhes quatro de cada vez ao oxigênio. As mutações da oxidase do citocromo c podem conduzir às desordens metabólicas severas. Os usos da reacção da oxidase do citocromo aproximadamente 90 por cento do oxigênio pegado pela maioria de pilhas.

Oxidase do citocromo c, subunidade Vb, uma subunidade do complexo mitocondrial da oxidase do citocromo c, um complexo enzimático oligomeric que seja um componente do complexo chain respiratório. rendição 3d. Crédito de imagem: ibreakstock/Shutterstock
Oxidase do citocromo c, subunidade Vb, uma subunidade do complexo mitocondrial da oxidase do citocromo c, um complexo enzimático oligomeric que seja um componente do complexo chain respiratório. rendição 3d. Crédito de imagem: ibreakstock/Shutterstock

Desacoplamento

O transporte do elétron pode ser desacoplado da síntese do ATP com o uso de determinados agentes ou de alguns processos naturais. Algumas pilhas gordas especializadas, conhecidas como a gordura marrom, desacoplam a corrente de transporte do elétron a fim dissipar a energia como o calor. Isto é realizado através de uma proteína de transporte que mova protão abaixo do inclinação eletroquímico, contorneando a sintase do ATP. As pilhas oxidam suas lojas gordas ràpida, produzindo o calor. Hibernando animais e os bebês humanos recém-nascidos têm a gordura marrom.

Fontes

  1. Biologia molecular da pilha, 4o edição, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26904/
  2. A desidrogenase do NADH da respiratório-corrente (complexo I) das mitocôndria, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/j.1432-1033.1991.tb15945.x
  3. O complexo do citocromo bc-1: funcione no contexto da estrutura, https://www.annualreviews.org/doi/full/10.1146/annurev.physiol.66.032102.150251?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori%3Arid%3Acrossref.org&rfr_dat=cr_pub%3Dpubmed&
  4. http://www.life.illinois.edu/crofts/bioph354/succ_dh.html

[Leitura adicional: Mitocôndria]

Last Updated: Feb 26, 2019

Dr. Catherine Shaffer

Written by

Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer is a freelance science and health writer from Michigan. She has written for a wide variety of trade and consumer publications on life sciences topics, particularly in the area of drug discovery and development. She holds a Ph.D. in Biological Chemistry and began her career as a laboratory researcher before transitioning to science writing. She also writes and publishes fiction, and in her free time enjoys yoga, biking, and taking care of her pets.

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