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NADH, FADH2 e NADPH - Coenzimas do metabolismo energético

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

Maximiliano Mendes ? 2015

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

http://maxaug.blogspot.com.br/2012/05/fermentacao.html

http://maxaug.blogspot.com.br/2012/05/respiracao-celular-simplificada.html

http://maxaug.blogspot.com.br/2012/05/fotossintese-simplificada-e-resumida.html

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⁺ localizados 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 FADH₂serão 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 FADH₂passam por duas. Por isso, às vezes se lê que os elétrons do FADH₂têm 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 P_i + 6 NADP⁺

Vídeo legal sobre o ciclo de Calvin:

http://ed.ted.com/lessons/nature-s-smallest-factory-the-calvin-cycle-cathy-symington

(Tem legendas em língua portuguesa).

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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