Dica do autor: A ATP sintase é uma enzima fundamental localizada na membrana interna da mitocôndria, mais precisamente nas cristas mitocondriais, e é responsável pela síntese de ATP durante a fosforilação oxidativa. Essa enzima aproveita o gradiente de prótons (H⁺) gerado pela ação dos Complexos I, III e IV da cadeia transportadora de elétrons, que bombeiam prótons da matriz mitocondrial para o espaço intermembranar. Esse acúmulo de prótons cria uma força próton-motriz, que leva os prótons de volta à matriz mitocondrial através do canal da ATP sintase. O fluxo de prótons provoca mudanças conformacionais na enzima, permitindo que ela catalise a união do ADP com o fosfato inorgânico (Pi), formando ATP. Portanto, a ATP sintase é a única enzima mitocondrial que utiliza diretamente o gradiente de prótons para produzir energia em forma de ATP — o principal combustível das funções celulares.

Alternativa A: INCORRETA. A NADH desidrogenase é o Complexo I da cadeia respiratória. Ela recebe elétrons do NADH e participa da formação do gradiente de prótons, mas não sintetiza ATP diretamente. Sua função é anterior à atuação da ATP sintase.

Alternativa B: INCORRETA. A citocromo c oxidase é o Complexo IV da cadeia respiratória, responsável por transferir elétrons ao oxigênio e contribuir com o bombeamento de prótons. Apesar de ser essencial para o processo, não é a enzima que sintetiza ATP.

Alternativa C: INCORRETA. A succinato desidrogenase, ou Complexo II, participa do ciclo de Krebs e da cadeia respiratória, transferindo elétrons do FADH₂ para a coenzima Q. No entanto, não bombeia prótons nem atua na produção direta de ATP.

Alternativa D: CORRETA. A ATP sintase é a enzima que utiliza diretamente o gradiente de prótons para sintetizar ATP a partir de ADP + Pi. É a última etapa da respiração celular aeróbica e responsável pela produção da maior parte do ATP intracelular.

Alternativa E: INCORRETA. A coenzima Q (ubiquinona) é um transportador de elétrons entre os Complexos I/II e o Complexo III. Embora seja fundamental para o fluxo eletrônico, não é uma enzima e não participa da síntese de ATP diretamente.

Resposta correta: Alternativa D

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.