8.8: Portadores de Eletrões

Portadores de eletrões podem ser pensados como transportes para eletrões. Esses compostos podem facilmente aceitar eletrões (ou seja, serem reduzidos) ou perdê-los (ou seja, serem oxidados). Eles, portanto, desempenham um papel essencial na produção de energia porque a respiração celular depende do fluxo de eletrões.

Ao longo das muitas fases da respiração celular, a glicose divide-se em dióxido de carbono e água. Os portadores de eletrões capturam eletrões perdidos pela glicose nessas reações, armazenam temporariamente os eletrões e inserem-nos na cadeia de transporte de eletrões.

Dois desses portadores de eletrões são NAD⁺ e FAD, ambos derivados de vitaminas B. As formas reduzidas de NAD⁺ e FAD, NADH e FADH₂, respectivamente, são produzidas durante fases iniciais da respiração celular (glicólise, oxidação do piruvato e ciclo do ácido cítrico).

Os portadores de eletrões reduzidos NADH e FADH₂ passam eletrões para os complexos I e II da cadeia de transporte de eletrões, respectivamente. No processo, são oxidados para formar NAD⁺ e FAD.

Outros portadores de eletrões na cadeia de transporte de eletrões são flavoproteínas, aglomerados de ferro-enxofre, quinonas e citocromos. Com a ajuda de enzimas, esses portadores de eletrões eventualmente transferem os eletrões para moléculas de oxigénio. Os portadores de eletrões são oxidados à medida que doam eletrões e são reduzidos à medida que os aceitam, e assim alternam entre as suas formas oxidadas e reduzidas.

Os portadores de eletrões fornecem um fluxo controlado de eletrões que permite a produção de ATP. Sem eles, a célula deixaria de funcionar.

Os portadores de eletrão são compostos que se movem em torno de eletrões de alta energia, a moeda de energia extraível da célula via reações redox, estados coordenadores de oxidação e redução, respetivamente perdendo e ganhando, essas partículas carregadas negativamente. Por exemplo, um composto principal é a nicotinamida adenina dinucleotídeo ou NAD, nomeado assim porque um anel de ribose tem uma base de adenina enquanto o outro tem uma nicotinamida ligada aos primeiros átomos de carbono. Na quinta posição de carbono, esses dois nucleotídeos são unidos por dois grupos fosfatos.

Durante o metabolismo, o NAD como uma coenzima se liga a uma enzima que catalisa as reações e atua como um agente oxidante removendo dois átomos de hidrogénio junto com um par de eletrões de um reagente como um açúcar. Os eletrões são então transferidos para o nitrogénio carregado positivamente e um átomo de hidrogénio está ligado ao carbono oposto formando NADH. No final, os protões extras de hidrogénio são deixados no citoplasma e o NADH transporta seus eletrões para a membrana mitocondrial onde eles entram na cadeia de transporte de eletrões e as operadoras podem continuar a sofrer reações redox.