Regulação do gradiente de protons artigo

Regulação do gradiente de prótons

Gradiente de prótons
• Originado pela oxidação de NADH a partir da cadeia transportadora de elétrons;
• Sintetiza ATP pelo complexo F0F1-ATPase;
• É altamente determinado pela permeabilidade da membrana.

Regulação do gradiente de prótons
Determinadas substâncias químicas podem perturbar a permeabilidade regular da membrana celular ou mitocondrial
• Xileno
• Bacteriocinas
• Nisinas

• 2,4-dinitrofenol

Agem destruindo o gradiente de prótons, minando a síntese de ATP.

Células eucarióticas  possuem proteínas de desacoplamento (UCP)
São canais iônicos que liberam o gradiente de prótons sem síntese de ATP.

Regulação do gradiente de prótons

Regulação da atividade da F0F1-ATPase (ATP sintase)
Três diferentes métodos são utilizados para reduzir a quantidade de ATP intracelular, através da diminuição da atividade da ATP sintase.

1- Adicionar ao meio de cultura inibidores específicos da F0F1-ATPase, como oligomicina, neomicina e DCCD (N’,N’- diciclohexilcarbodiimida).

2- Manipulação genética do complexo F0F1-ATPase.

3- Mutação tradicional do complexo F0F1-ATPase.
A diminuição da ATP sintase e o consequente decréscimo no nível de ATP intracelular geram um aumento na demanda de ATP pela via glicolítica.

Regulação da atividade da F0F1-ATPase (ATP sintase)
Método utilizado para aumentar a quantidade de ATP intracelular:

A superexpressão de F0F1-ATPase, é o método mais direto para a supraregulação da atividade do complexo enzimático, que não

pode ser alcançado por um longo período.

Otimização de bioprocessos com base na regulação do nível de ATP
Existem quatro tipos de relação entre o fornecimento de ATP e a produção de metabólitos alvo.
1- A produção do metabólito alvo pode se beneficiar de uma diminuição

da oferta ATP, como o piruvato e o glutamato.

A baixa oferta de ATP poderia aumentar o fluxo metabólico através das vias metabólicas centrais pelo aumento da demanda