tema 19. ciclo del ácido cítrico (ciclo de los ácidos...

TEMA 19. Ciclo del ácido cítrico (ciclo de los ácidos tricarboxílicos o de Krebs)

Importancia del ciclo de Krebs como encrucijada metabólica. Formación del acetil-coenzima-A: el complejo piruvato deshidrogenasa. Reacciones oxidativas del ciclo. Balance energético. Naturaleza anfibólica del ciclo: conexiones con rutas biosintéticas. Reacciones anapleróticas. Regulación del ciclo de Krebs

BIOQUÍMICA-1º de Medicina Departamento Biología Molecular

M. Dolores Delgado

TEMA 19 2

ESQUEMA GENERAL DEL METABOLISMO

Proteínas Acidos Nucleicos

Aminoácidos

Nucleótidos

Urea

Lípidos

Glicerol Acidos Grasos

e-

ATP

O2

H2O

AcetilCoA

CO2

Polisacáridos

Glucosa

Piruvato

Monosacáridos

AN

AB

OL

ISM

O

CA

TA

BO

LIS

MO

TEMA 19 3

PROCEDENCIA Y DESTINOS DEL ACETIL-CoA

ACETIL-CoA

PIRUVATO

GLUCOSA TAG

AC. GRASOS GLICEROLAA CETOGÉNICOS

PROTEÍNAS

CICLO KREBS

CO2 + H2O

ATP

Sintesis de AC.

GRASOS

Sintesis de ESTEROIDES

Sintesis de CUERPOS

CETÓNICOS

TEMA 19 4

COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA

Piruvato Acetil-CoA

complejo piruvato-DH (E1+E2+E3)

•Descarboxilación oxidativa del piruvato. Irreversible. En la mitocondria.

•Complejo multienzimático: tres enzimas; cinco coenzimas.

•Regulación alostérica y por modificación covalente.

•Prototipo de otros dos complejos: α-cetoglutaratoDH (ciclo Krebs) y α-cetoácidoDH (deg. aminoácidos)

Coenzimas:

•TPP (vit. B1, tiamina)

•FAD (vit B2, riboflavina)

•NAD+ (vit B3, niacina)

•CoA (vit B5, pantotenato)

•Lipoato

Enzimas:

•E1 = piruvato DH (TPP)

•E2 = dihidrolipoil transacetilasa (lipoato, CoA)

•E3 = dihidrolipoil deshidrogenasa (FAD, NAD+)

TEMA 19 5

COMPLEJO PIRUVATO-DH

“Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2006.

TEMA 19 6

Coenzima A

grupo tiol reactivo

Tioester, alta energía

(Vit B5)

(ΔG0’=- 32,2 kJ/mol)

TEMA 19 7

VITAMINA COENZIMA ENZIMA Grupo transportado

B1, Tiamina TPP Piruvato deshidrogenasa Aldehidoα-ceto-glutarato DHα-cetoácido DH

B2, Riboflavina FAD,FMN Deshidrogenasas electrones(flavoproteínas)

B3, Niacina NAD, NADPH Deshidrogenasas electrones

B5, Pantotenato CoA Pir-DH, α-KG -DH, acilosacil-CoA sintetasas...

B6, Piridoxina Piridoxal fosfato Aminotransferasas amino(Glucógeno fosforilasa)

B8, Biotina Biotina Carboxilasas CO2

B9, Folato Tetrahidrofolato Metab. aminoácidos y pirimidinas

gruposmonocarbonados

B12, cobalamina CoenzimaB12 Catab. aminoácidos hidrógenos

TEMA 19 8

The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1953

"for his discovery of co-enzyme A and its importance for intermediary metabolism"

"for his discovery of the citric acid cycle"

Fritz Albert LipmannHans Adolf Krebs

http://nobelprize.org/

CICLO DE KREBS CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO

CICLO DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS

LOCALIZACIÓN:

MITOCONDRIA. Todas las células que contienen mitocondrias (excepciones: eritrocitos, retina…)

FUNCIÓN:

- CATABÓLICA. Oxidación de glúcidos, acidos grasos y proteínas para GENERAR ENERGÍA

- ANABÓLICA. Algunos intermediarios son precursores biosintéticos

VISIÓN GENERAL:

- Serie cíclica de 8 reacciones que oxidan el acetil-CoA a CO2. Se forma ATP, NADH y FADH2.

- AERÓBICO. Ausencia de O2 inhibe el ciclo

TEMA 19 9

VISIÓN GLOBAL DEL CICLO DE KREBS Y BALANCE ENERGÉTICO

Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O

2 CO2 + CoA + 3NADH + FADH2 + GTP

Acetil-CoA

Citrato

Isocitrato

α-cetoglutarato

Succinil-CoA

Succinato

Fumarato

Malato

Oxalacetato

2C

6C

6C

5C

4C

4C

4C

4C

4C

TEMA 19 10

CICLO DE KREBS

“Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2006.

TEMA 19 11

PAPEL DEL CICLO DE KREBS EN EL ANABOLISMO Y REACCIONES ANAPLERÓTICAS (DE RELLENO)

Porfirinas

Aminoácidos

Aminoácidos

Aminoácidos

Ácidos grasos

Esteroides

Glucosa

“Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2006.

TEMA 19 12

REGULACIÓN DEL CICLO DE KREBS

Complejo Piruvato-DH

Isocitrato-DH

E1

E1

P

activa

inactiva

ATP+ATP, acetilCoA, NADH

ATP Citrato sintasa

ATPADP

succinilCoA, NADH

Complejo αcetoglutarato-DH

TEMA 19 13

VISIVISIÓÓN GLOBAL DEL METABOLISMO GLUCN GLOBAL DEL METABOLISMO GLUCÍÍDICODICO

TEMA 19 14

METABOLISMO GLUCÍDICO.PUNTOS DE CONEXIÓN Y METABOLITOS CLAVE. GLUCOSA-6-P

Glucosa

Glucosa-1-P

Glucógeno

Fructosa-6-P6-Fosfogluconato

PIRUVATO

Ribosa-5-P + NADPH

Lactato

Alanina

Glucosa-6-P

oxalacetato

ACETIL-CoA Acidos grasos

Colesterol

C. Cetónicos

CO2 + ATP

2

3

4

75

68

8

9

1112

10

1

TEMA 19 15

cerebro

RUTAS DEL METABOLISMO DE LA GLUCOSA EN DISTINTOS TEJIDOS

eritrocitos

músculo adipocitos

a) Transporte mediante GLUT

b) Fosforilación de glucosa

c) Ruta pentosas P

d) Glucolisis

e) Transporte de lactato

f) Complejo PirDH

g) Ciclo Krebs

h) Glucogenogénesis

i) Glucogenolisis

j) Lipogénesis

k) Gluconeogénesis

l) Glucosa-6-fosfatasa

m) Formación de glucurónicos (desintoxicación)

hígado

Devlin, T.M. "Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones clínicas". Ed. Reverté. 1999. Pag 270

GLUT3GLUT1

GLUT4 GLUT4

GLUT2