Dica do autor: A ATP sintase é uma enzima fundamental no processo de fosforilação oxidativa, etapa final da respiração celular. Ela está localizada na membrana interna das mitocôndrias, mais precisamente nas cristas mitocondriais, e sua função é converter energia química armazenada em um gradiente de prótons (H⁺) em ATP, a principal molécula energética da célula. Esse gradiente eletroquímico de prótons é formado durante a passagem de elétrons pelos complexos da cadeia transportadora de elétrons, que bombeiam prótons da matriz mitocondrial para o espaço intermembranar. A energia potencial acumulada nesse gradiente é aproveitada pela ATP sintase à medida que os prótons retornam à matriz, passando por seu canal. Esse fluxo de H⁺ promove uma rotação mecânica na enzima, que catalisa a união de ADP + Pi (fosfato inorgânico), formando ATP. Assim, o gradiente de prótons é o combustível direto que aciona o mecanismo da ATP sintase.

Alternativa A: INCORRETA. O FADH₂ é um doador de elétrons na cadeia transportadora, atuando no Complexo II, contribuindo para a formação do gradiente de prótons. No entanto, ele não é diretamente utilizado pela ATP sintase, mas sim em etapas anteriores do processo.

Alternativa B: INCORRETA. O NAD⁺ é uma coenzima que recebe elétrons nos processos de oxidação celular (como o ciclo de Krebs), formando NADH. Apesar de ser essencial na respiração, não participa diretamente da ação da ATP sintase, e sim da geração de elétrons e, indiretamente, do gradiente de H⁺.

Alternativa C: INCORRETA. O oxigênio atua como aceptor final de elétrons na cadeia transportadora, formando água. Ele é essencial para manter o fluxo de elétrons, mas não age diretamente sobre a ATP sintase, nem é utilizado por ela para a produção de ATP.

Alternativa D: INCORRETA. ADP + Pi são os substratos que a ATP sintase utiliza para formar ATP, mas sozinhos, sem o gradiente de prótons, essa reação não ocorre eficientemente. O que realmente aciona a ATP sintase e a faz funcionar é o fluxo de H⁺ através da enzima.

Alternativa E: CORRETA. O gradiente de prótons (H⁺) é o componente diretamente utilizado pela ATP sintase para gerar ATP. Ele fornece a energia mecânica necessária para a síntese de ATP a partir de ADP e fosfato inorgânico, tornando essa alternativa a correta.

Resposta correta: Alternativa E

Referências:

• ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2020.

• WATSON, J. D. et al. Biologia molecular do gene. 8. ed. São Paulo: Pearson, 2022.

• COOPER, G. M.; HAUSMAN, R. E. A célula: uma abordagem molecular. 8. ed. Porto Alegre: Artmed, 2020.