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Ciclo de Krebs

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O ciclo do ácido cítrico consiste numa série de reacções metabólicas que constituem a via final comum para a oxidação de moléculas alimentares e inicia-se num metabolito comum a todas as vias, a Acetil-CoA;

Introdução

E um processo aeróbio pois o único mecanismo que, na mitocondria, permite a regeneração de NAD+ e de FAD, consome O2 (cadeia respiratória).

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Ao contrário da glicólise, ocorre ao nível da matriz mitocondrial

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Quadro Síntese das reacções

no ciclo de krebs

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Apresentação dos oito passos do ciclo

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1º Passo -Condensação

Condensação do Oxaloacetato com Acetil CoA e formação do citrato pela acção da enzima SINTASE

DO CITRATO

1 molécula de Acetil CoA (C2)

+

A molécula de acido dicarboxilico

(C4)

Acido tricarboxilico

(C6)

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2º Passo - Isomerização Isomerização do citratodo citrato

Isomerizaçao do citrato a Isocitrato pela acção da enzima ACONITASE (isomerase)

Acido tricarboxilico

(C6)

Citrato

Isocitrato(C6)

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3º passo – 3º passo – Descarboxilação Descarboxilação

oxidativa do isocitratooxidativa do isocitrato

O isocitrato é desidrogenado e descarboxilado na O isocitrato é desidrogenado e descarboxilado na presença da isocitrato desidrogénase formando o presença da isocitrato desidrogénase formando o αα--

cetoglutarato;cetoglutarato;

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É a primeira de duas É a primeira de duas descarboxilações descarboxilações

oxidativas do Ciclo de oxidativas do Ciclo de KrebsKrebs

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4º passo – Descarboxilação 4º passo – Descarboxilação oxidativa do oxidativa do αα-cetoglutarato-cetoglutarato

αα-cetoglutarato-cetoglutarato

++

NAD+ NAD+

++

CoACoA

Succinil-CoA

+

NADH

+

CO2

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5º passo – Fosforilação ao 5º passo – Fosforilação ao nível do substratonível do substrato

Formação de uma ligação fosfato de elevada energia a

partir de Succinil CoA

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O GTP é utilizado na formação de um ATP pela nucleosídio difosfocínase ( permite a transferencia do fosfato terminal do GTP)

Assim, esta reacção é o único exemplo no ciclo do ácido cítrico em que há formação de um fosfato de alta energia ao “nível do substrato”

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6º passo – Oxidação do 6º passo – Oxidação do succinatosuccinato

Succinato (C4)

Fumarato (C4)

A desidrogenase do succinato (complexo II) esta na membrana interna da mitocondria

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7º passo – Hidratação do 7º passo – Hidratação do FumaratoFumarato

Fumarato (C4) Malato(C4)

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8º passo – Oxidação do L-Malato

Malato(C4) Oxaloacetato (C4)

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Equação global

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Controlo do ciclo do ácido cítrico

O controlo é estabelecido em 3 pontos

Ao nível da condensação, a Citrato síntase é inibida pelo ATP que aumenta a KM para a Acetil CoA.Ao nível da descarboxilação oxidativa do isocitrato, a Isocitrato desidrogénase é inibida pelo ATP e pelo NADH.

Ao nível da descarboxilação oxidativa do α-cetoglutarato, a α-cetoglutarato desidrogénase é inibida pelos produtos da reacção (Succinil CoA e NADH) e pelo ATP.

Essencialmente, a velocidade do ciclo varia em função da concentração de ATP e dos co-factores NAD+ e FAD. Não varia com a conc. de acetil-CoA.

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Vitaminas do Ciclo de KrebsA riboflavina (B2), sob a forma de flavina adenina dinucleótido (FAD), que é um co-factor do complexo α-cetoglutarato desidrogénase e da succinato desidrogénase;

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Vitaminas do Ciclo de Krebs

A niacina (vitamina B3), sob a forma de nicotinamida

adenina dinucleótido (NAD+), co-factor da isocitrato desidrogénase e da α-cetoglutarato desidrogénase;

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Vitaminas do Ciclo de Krebs

O ácido pantoténico (vitamina B5), fonte de coenzima

A existente, nomeadamente, na acetil-CoA.

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Vitaminas do Ciclo de Krebs

A tiamina (vitamina B1), na forma de tiamina

pirofosfato, essencial para a descarboxilação oxidativa do α-cetoglutarato;

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Metabolismo Ciclo de Krebs

Funções nos processos oxidativos -

CATABOLISMO

Funções nos processos biossinteticos - ANABOLISMO

ANFIBOLICO

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Metabolismo Ciclo de Krebs

A partir do ciclo de Krebs partem algumas vias metabólicas anabolicas

1. Gliconeogenese

2. Transaminaçao (síntese de Aas)

3. Síntese dos Ácidos Gordos

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Gliconeogenese

Todos os compostos que dao origem a intermediários do ciclo de Krebs são glicogenicos porque podem originar produção efectiva de glicose no FIGADO.

Oxaloacetato + GTP

Fosfoenolpiruvato + CO2 + GDP

Fonte de energia

Enzima :

Fosfoenolpiruvato-carboxicinase

glicose

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O piruvato pode originar oxalacetato

Formação de Oxaloacetato pela carboxilaçao do piruvato

Enzima:

Piruvato Carboxilase

ATP + CO2 + H2O + Piruvato

Oxaloacetato + ADP + Pi

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Transaminaçao

Aminotransferases (transaminases)

Produzem piruvato a partir da alanina

Oxaloacetato a partir do aspartato

E α-cetoglutarato a partir de glutamato

Reacções Reversíveis

O ciclo também serve para a síntese de aminoacidos não essenciais

Aspartato + Piruvato

Oxaloacetato + Alanina

Glutamato+ Piruvato

α-cetoglutarato + Alanina

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Metabolismo Ciclo de Krebs

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Síntese dos Ácidos Gordos

Citrato + ATP + CoA Oxaloacetato +ADP+ Pi + acetil-CoA

Enzima:

ATP Citrato Liase

Ac. gordos

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Importância BiomedicaA função principal do ciclo do ácido cítrico é a de actuar como via final comum para a oxidação dos hidratos de carbono, lípidos e proteínas;

Este ciclo tem também um papel essencial na gliconeogénese, transaminação e lipogénese;

Repercussões

Para o desenvolvimento normal do ser humano, não podem ocorrer anomalias genéticas nas enzimas intervenientes neste ciclo

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Caso Clinico

Beribéri

Insuficiência de Tiamina Vitamina B1

Afecta

Coração

Sistema Nervoso Central

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Caso Clinico

Beribéri

Cardiovascular (Beribéri Húmido) que se caracteriza por uma insuficiência cardíaca de alto débito com taquicardia, aumento de pressão venosa central, retenção de sódio com ou sem edema periférico que pode evoluir para edema agudo de pulmão;

Cerebral (Beribéri Seco) que se caracteriza por confusão mental e oftalmoplegia podendo evoluir para o coma (encefalopatia de Wernicke). A neuropatia periférica é acompanhada de distúrbio de sensibilidade e formigueiro nos membros inferiores.

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Caso Clinico Esta vitamina faz parte do grupo prostético tiamina pirofosfato (TPP) integrante das enzimas piruvato desidrogenase, α-cetoglutarato desidrogenase e transcetolase (via das pentoses-P)

Ocorrendo uma falta desta vitamina, normalmente devido à má nutrição, torna-se impossível sintetizar as enzimas mencionadas, ocorrendo uma consequente acumulação de piruvato e α-cetoglutarato no sangue.

O diagnóstico da doença faz-se por teste da actividade da transcetolase nas hemácias, que em caso de doença é muito baixa.

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Trabalho Realizado no âmbito da disciplina de

Bioquímica por:Vanessa

SilvaIolanda

Rodrigues

Turma 21 – Faculdade de Medicina Dentaria 03-04

Agradecemos a colaboração do Professor Rui Fontes