Ano 2023#ciencias-natureza

Sobre o tema

A cadeia respiratória mitocondrial é essencial para a produção de ATP, o principal combustível celular. Nesse processo, elétrons são transferidos através de complexos proteicos, culminando na redução do oxigênio a água. A citocromo c oxidase (complexo IV) é a enzima que catalisa a etapa final, utilizando o ferro (Fe3+) como sítio ativo. O cianeto é um potente inibidor que se liga fortemente ao Fe3+, impedindo sua redução a Fe2+ e bloqueando todo o fluxo de elétrons. Esse bloqueio tem consequências drásticas: sem a oxidação do NADH, o NADH se acumula, enquanto a produção de ATP cessa, levando à morte celular por falta de energia. Compreender esse mecanismo é fundamental para a toxicologia e para o estudo de distúrbios metabólicos.

Tópicos relacionados

  • Cadeia respiratória mitocondrial
  • Citocromo c oxidase e inibição por cianeto
  • Acúmulo de NADH no bloqueio da respiração
  • Produção de ATP e gradiente de prótons
  • Toxicologia do cianeto

Enunciado

Toxicidade do cianeto

A produção de ATP depende do gradiente de prótons gerado pela cadeia respiratória. Nessas reações, os elétrons
provenientes da oxidação do NADH em NAD+ percorrem a cadeia até chegarem à citocromo c oxidase reduzindo o
Fe3+ a Fe2+. O oxigênio atua como aceptor final desses elétrons formando água. O cianeto é uma espécie química
altamente tóxica que tem grande afinidade pelo Fe3+. Quando células são expostas ao cianeto, ele se liga ao sítio de
Fe3+ da citocromo c oxidase, impedindo a sua conversão em Fe2+ e bloqueando a cadeia respiratória.

![](https://enem.dev/2023/questions/127/97828514-9c7c-491c-9146-e4d8bf25778a.png)

ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. Porto Alegre: Artmed, 2010 (adaptado).

Esse bloqueio aumenta a concentração celular de

Alternativas

  • A)

    ATP.

  • B)

    Água.

  • C)

    NADH.

  • D)

    Dióxido de carbono.

  • E)

    Citocromo c oxidase.

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Perguntas frequentes

O que é a citocromo c oxidase e qual seu papel na respiração celular?

A citocromo c oxidase é o complexo IV da cadeia respiratória, responsável por transferir elétrons para o oxigênio, formando água. Ela contém um sítio com ferro (Fe3+) que é reduzido a Fe2+ durante o processo.

Como o cianeto interfere na produção de ATP?

O cianeto se liga ao Fe3+ da citocromo c oxidase, impedindo a redução a Fe2+. Isso bloqueia a cadeia respiratória, interrompendo o bombeamento de prótons e a síntese de ATP, pois o gradiente de prótons necessário para a ATP sintase não é mantido.

Por que o NADH se acumula quando a cadeia respiratória é inibida?

O NADH é oxidado a NAD+ nos complexos I e II da cadeia respiratória. Quando o fluxo de elétrons é bloqueado (ex.: pelo cianeto), a reoxidação do NADH é impedida, levando ao seu acúmulo no interior celular.

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