Explique o papel do \mathrm{NAD}^{+}e do FAD na geração de energia na célula.

Passo 1

O enunciado pede para explicar o papel de \mathrm{NAD}^{+} e de \mathrm{FAD} na geração de energia na célula. O conteúdo envolve bioenergética e metabolismo, em particular o transporte de elétrons e a síntese de ATP via fosforilação oxidativa.

Passo 2

Em vias como glicólise, descarboxilação do piruvato e ciclo de Krebs, \mathrm{NAD}^{+} atua como aceptor de elétrons e prótons. Em cada reação de oxidação de substrato orgânico, \mathrm{NAD}^{+} captura dois \mathrm{e}^{-} e um \mathrm{H}^{+}, formando \mathrm{NADH}:
\text{substrato}_{\text{(red)}} + \mathrm{NAD}^{+} \longrightarrow \text{substrato}_{\text{(ox)}} + \mathrm{NADH} + \mathrm{H}^{+}.
Isso “guarda” energia química na forma de ligações de \mathrm{NADH}.

Passo 3

Em algumas etapas do ciclo de Krebs (por exemplo, na conversão de succinato em fumarato), \mathrm{FAD} exerce papel análogo, aceitando dois elétrons e dois prótons para formar \mathrm{FADH}_2:
\text{succinato} + \mathrm{FAD} \longrightarrow \text{fumarato} + \mathrm{FADH}_2.
Como \mathrm{FAD} está ligado à enzima, esse par de elétrons fica armazenado em \mathrm{FADH}_2.

Passo 4

\mathrm{NADH} e \mathrm{FADH}_2 então levam seus elétrons para a cadeia transportadora de elétrons na membrana interna da mitocôndria. Cada doação de elétrons passa por complexos proteicos, liberando energia que bombeia prótons \mathrm{H}^{+} para o espaço intermembrana, gerando um gradiente eletroquímico.

Passo 5

O gradiente de prótons retorna pela ATP sintase, que utiliza essa energia para fosforilar ADP em \mathrm{ATP}. Logo, \mathrm{NAD}^{+} e \mathrm{FAD} são essenciais para captar energia dos substratos, transferi-la como elétrons e viabilizar a síntese de \mathrm{ATP} por fosforilação oxidativa.

Resposta

\mathrm{NAD}^{+} e \mathrm{FAD} atuam como cofatores que aceitam elétrons (e prótons) durante a oxidação de nutrientes, formando \mathrm{NADH} e \mathrm{FADH}_2. Esses transportadores reduzem a cadeia respiratória, geram um gradiente de prótons e permitem a produção de \mathrm{ATP} via fosforilação oxidativa.

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