9-Quando o fármaco dinitrofenol (DNP) é administrado à mitocôndria, a membrana interna se torna permeável a prótons (H+). Como o gradiente eletroquímico de prótons irá mudar em resposta ao DNP? De que forma isso influirá na produção de ATP?
R: O gradiente eletroquímico irá diminuir, pois os prótons vão passar facilmente pela membrana, logo menos prótons irão passar pela proteína que gera atp, consequentemente diminuindo a quantidade de atp produzido
Passo 1
O enunciado apresenta o fármaco dinitrofenol (DNP), que torna a membrana interna da mitocôndria permeável a prótons (
). Pergunta-se como isso afeta o gradiente eletroquímico de prótons e, consequentemente, a produção de ATP. O conteúdo envolve a teoria quimiosmótica de Mitchell e o funcionamento da ATP sintase.
Passo 2
Na mitocôndria, a cadeia respiratória bombeia prótons do espaço matricial para o espaço intermembranas, gerando um gradiente eletroquímico de prótons (força próton-motriz), que chamaremos de
. Esse
tem duas componentes:
onde
é o potencial elétrico e
é o gradiente de pH. A ATP sintase usa esse gradiente para converter ADP em ATP.
Passo 3
O DNP atua como um “transportador de prótons” (protonóforo), carregando
de volta ao interior da matriz sem passar pela ATP sintase. Isso dissipa o gradiente eletroquímico de prótons, ou seja, reduz
e/ou
, fazendo com que
Passo 4
Com
reduzido, há menos força próton-motriz disponível para a ATP sintase. Menos prótons atravessam o canal da ATP sintase, o que diminui a taxa de fosforilação de ADP em ATP. Em outras palavras, a produção de ATP cai.
Resposta
O DNP diminui o gradiente eletroquímico de prótons (
), o que reduz a quantidade de ATP produzida pela ATP sintase.