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CADEIA RESPIRATÓRIA E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA

Fosforilação oxidativa é o processo bioquímico pelo qual a oxidação de NADH e FADH2 , produzidos na glicólise e ciclo de Krebs, ocorre acoplada à produção de ATP, a partir de ADP + Pi. Este processo se dá na cadeia respiratória ou cadeia de transporte de elétrons, que compreende um conjunto ordenado de enzimas e transportadores de elétrons inseridos na membrana interna da mitocôndria.
A cadeia respiratória contem 4 complexos, I,II, III e IV, ordenados por ordem crescente de potencial redox, indo do potencial padrão de NAD+/NADH (E0’= -0,315V) ao do O2/H2O (E0’= +0,815V). Os elétrons são transferidos do complexo I ou II para o complexo III pela coenzima Q (ou ubiquinona), e do complexo III para o complexo IV pelo citocromo C para chegar ao O2. NADH e FADH2 , cedem elétrons, respectivamente, aos complexo I e II. A transferência exergônica de elétrons do nível redox de NADH para o de O2 (ΔE0’= 1,130V) envolve uma diferença de energia livre liberada (ΔG0’= -218kJ/mol) que é em parte retida pelo transporte de H+ do lado interno para o externo da membrana, criando o gradiente eletroquímico de prótons que permitirá “empurrar” o processo endergônico de fosforilação de ADP por Pi para gerar ATP, através da bomba de prótons que constitui a ATP sintase (também conhecida com F1F0- ATPase).

A ATP sintase é distinta e fisicamente separada da cadeia de transporte de elétrons. A transferência de 2e de NADH até O2 envolve um ΔG0’= -218kJ/mol, que gera um incremento no gradiente de prótons suficiente para mover a ATP sintase, permitindo a produção de 3 moles de ATP (ΔG0’= +30,5kJ/mol). Nestas condições, a ATP sintase trabalha com uma eficiência termodinâmica igual a 42%. É, no entanto, necessário destacar que quando os 2e saem do nível redox de FADH2 , formam-se apenas 2ATP. Naturalmente, para uma melhor medida da real eficiência termodinâmica da fosforilação oxidativa seria preciso estimar o ΔG da transferência de elétrons em