Fosforilação oxidativa

Fosforilação Oxidativa e Fotofosforilação

A fosforilação oxidativa é o estágio final do metabolismo produtor de energia nos organismos aeróbicos. Todas as etapas oxidativas na degradação dos carboidratos, gorduras e aminoácidos convergem para esse estágio final da respiração celular onde, a energia proveniente da oxidação é responsável pela síntese de ATP. A fotofosforilação é o meio pelo qual os organismos fotossintéticos capturam a energia da luz solar – a fonte fundamental de energia na biosfera – e a usam para produzir ATP. A fosforilação oxidativa e a fotofosforilação em conjunto, são responsáveis pela maioria do ATP sintetizado por vários organismos aeróbicos na maior parte do tempo.

Nos eucariotos, a fosforilação oxidativa ocorre nas mitocôndrias e a fotofosforilação, nos cloroplastos. A fosforilação oxidativa envolve a redução do O2 a H2O com elétrons doados pelo NADH e FADH2, e ocorre igualmente na presença de luz ou na escuridão. A fotofosforilação envolve a oxidação da H2O a O2, onde o NADP+ é o aceptor de elétrons e é absolutamente dependente da energia luminosa. Apesar das diferenças, estes dois processos conversores de energia, altamente eficientes, apresentam mecanismos fundamentalmente semelhantes.

Nosso entendimento atual da síntese do ATP na mitocôndria e cloroplastos está baseado na hipótese, introduzida por Peter Mitchell em 1961, de que as diferenças na concentração transmembrana de prótons são os reservatórios para a energia extraída das reações de oxidação biológicas. Esta teoria quimiosmótica tem sido aceita como um dos grandes princípios unificadores da biologia no século XX. Ela permite a compreensão dos processos de fosforilação oxidativa e fotofosforilação e para transduções de energia aparentemente distintas tais como o transporte ativo através de membranas e o movimento dos flagelos das bactérias.

A fosforilação oxidativa e a fotofosforilação são mecanisticamente similares em três aspectos: (1) Ambos os processos envolvem o