Disciplina:: Evolução Celular

ProfaLia d’’Afonsêca PPeedrreeiirraa dee MMiirraanndaa

O NADH produzido durante a glicólise (citosol) não pode cruzar a membrana mitocondrial interna para entrar na cadeia transportadora de elétrons. Para que o NADH citosólico possa ceder sua energia ao ATP, ingressam na mitocôndria somente seus elétrons (e-) e H+, já que o NADH não pode fazê-lo. Isso é possível graças a certas moléculas citosólicas que atuam como “lançadeiras”. Assim, uma lançadeira após captar dois e- e um H+ do NADH (mais outro H+ do meio), os conduz até a mitocôndria, onde os transfere a outra molécula. Em seguida retorna sem eles para o citosol, ficando disponível para nova transferência.

Um sistema transportador que foi extensivamente estudada no músculo do vôo de insetos é o circuito no qual o glicerol 3-fosfato atua como lançadeira (Figura 1). Esta molécula penetra no espaço intermembrana e entra em contato com a membrana mitocondrial interna, mais precisamente com o FAD, cedendo-lhe os dois e- e os dois H+, ou seja, uma molécula de hidrogênio (H2). Forma-se, portanto, um FADH2 que cede seus elétrons para a ubiquinona, diferentemente do NADH que cede seus elétrons ao complexo NAD desidrogenase. Quando os elétrons entram na cadeia via ubiquinona geram 1,5 (2) ATP no lugar de 2,5 (3) ATP gerados pelo NADH. Este mecanismo também foi observado no músculo e no cérebro de mamíferos.

Diidroxiacetona 3-fosfato

Glicerol 3 fosfatoNADH H +

desidrogenase NAD +

Glicerol 3-fosfato

Diidroxiacetona 3-fosfato

FADH2 FAD

Glicerol 3-fosfato

Figura 1- Modo de ação da lançadeira glicerol 3-fosfato

Existe outro mecanismo mais complexo e eficiente que usa como lançadeira o malatoaspartato (Figura 2), detectado em células do rim, do fígado e do coração de mamíferos. Este circuito se baseia no fato de que o malato pode atravessar a membrana mitocondrial e o aspatato não pode. No citosol, o oxaloacetato é reduzido a malato pela malato desidrogenase citosólica, acompanhado pela oxidação do NADH citosólico a NAD+. O malato cruza, então, a membrana mitocondrial. Na mitocôndria, a conversão de malato novamente a oxaloacetato é catalisada pela malato desidrogenase mitocondrial (uma das enzimas do ciclo do ácido cítrico).

O oxaloacetato mitocondrial não pode cruzar a membrana interna da mitocôndria e, para ser transferido ao citosol, é convertido em aspartato, que pode atravessá-la. No citosol o aspartato é reconvertido em oxaloacetato, completando o ciclo de reações. O NADH produzido na mitocôndria transfere os elétrons, então para a cadeia transportadora de elétrons. Com o circuito malato-aspartato 2,5 (3) ATP são produzidos para cada NAD citosólico em vez de 1,5

(2) ATP no circuito glicerol-fosfato, que utiliza o FADH2 como transportador.

Malato-NAD

Malato desidrogenase NADH H +

Oxaloacetato

Aspartato amino-transferase

Aspartato
NAD +Malato-

Malato desidrogenase NADH H +

Oxaloacetato

Aspartato amino-transferase

Aspartato

Figura 2- Modo de ação da lançadeira malato-aspartato

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