Ciclo de Krebs ou Ciclo do ácido cítrico

Prof. Liza Felicori

VISÃO GERAL

• Em circunstâncias aeróbicas piruvato é descarboxilado

• C4 + C2 C6 • C6 C6 • C6 C5 • C5 C4 C4 C4 C4

CO2

CO2

CO2

NAD+ & FAD

• 3 Íons H- = 6 e- transferidos para NAD+

• 1 H2 = 2e- transferidos para FAD

Uma das funções do ciclo é coletar elétrons de alta energia

de compostos carbônicos.

Ciclo de Krebs • O ciclo do ácido cítrico, também denominado ciclo de Krebs, ou

ciclo do ácido tricarboxílico (TCA), realiza a oxidação de combustíveis metabólicos

• O piruvato derivado da glicose será convertido em uma molécula de

2 carbonos, o acetil-CoA, mais CO2. • O ciclo do ácido cítrico é uma rota central para a recuperação de

energia a partir de vários combustíveis metabólicos, incluindo carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos, que são convertidos a acetil-CoA para a oxidação

• Fornece reagentes para uma variedade de rotas biossintéticas

Síntese de acetil-coenzima A

Coenzima A

ADP –adenosina modificada

cisteamina

Vitamina B5 Ácido pantotênico

1. A produção de acetil –CoA é catalisada pela piruvato desidrogenase, onde o grupo carboxila é removido do piruvato na forma de CO2 e os 2 carbonos remanescentes formam o acetil.

2. A reação completa é chamada de descarboxilação oxidativa.

Síntese de acetil-coenzima A

Complexo Piruvato Desidrogenase Os três componentes do complexo da piruvato desidrogenase:

E1- Piruvato desidrogenase

E2- Dihidrolipoil transacetilase

E3- Dihidrolipoil desidrogenase

As reações seqüenciais de desidrogenação e descarboxilação ocorrem com 3 enzimas e 5 coenzimas ou grupos prostéticos:

Complexo Piruvato Desidrogenase

Estágio 2:

Oxidação do Acetil-CoA

1. Formação de citrato pela citrato sintase. 2. O grupo acetil é transferido para o oxalacetato para formar o citrato, um

composto com 6C.

Reações do Ciclo de Krebs

2. Aconitase: Esta enzima catalisa a isomerização do citrato removendo e adicionando água ao cis-aconitate em diferentes posições. O isocitrato é consumido rapidamente no próximo passo.

Reações do Ciclo de Krebs

3. Isocitrate desidrogenase: Oxidação do isocitrato em α-cetoglutarato e CO2. É uma decarboxilação oxidativa liberando o NADH.

Reações do Ciclo de Krebs

• A reação produz o primeiro CO2 e NADH do ciclo • O primeiro CO2 é componente do oxaloacetato e não da acetil-CoA

4. -cetoglutarato desidrogenase: Oxidação do α -cetoglutarato em Succinil Co-A e CO2. Descarboxilação oxidativa pela α-cetoglutarato desidrogenase liberando NADH. Esta enzima forma um complexo, onde o aceptor de elétrons é o NADH.

Reações do Ciclo de Krebs

Novamente, o carbono do CO2 entrou no ciclo como um componente do oxaloacetato, e não da acetil-CoA

5. Succinil-CoA sintetase: o succinil-CoA tem uma energia livre padrão na ligação tioéster. O rompimento desta ligação libera energia suficiente para a formação de ATP ou GTP.

Reações do Ciclo de Krebs

6. Succinato desidrogenase: faz a oxidação do succinato em fumarato, liberando FADH2.

Reações do Ciclo de Krebs

7. Fumarase: faz a hidratação do fumarato em malato.

Reações do Ciclo de Krebs

8. L-Malato desidrogenase: faz oxidação do malato em oxalacetato. É uma enzima NAD-dependente. Esta reação é rapidamente consumida para o próximo passo na formação do citrato. Assim, as concentrações de oxalacetato são reduzidas no ciclo.

Reações do Ciclo de Krebs

O CICLO

DESC

AR

BO

XILA

ÇÃ

O

OX

IDA

TIVA

REG

EN

ER

AÇ

ÃO

DO

OX

ALO

AC

ETA

TO

2C (acetil-CoA)

2C (2 x Co2)

+1 NADH é formado na descarboxilação do piruvato

A conservação de energia da oxidação

Considerações

O papel do ciclo do ácido cítrico no anabolismo

Reações anapleróticas

À medida que os intermediários do CAC são removidos para servirem de precursores biossintéticos, estes são repostos por reações anapleróticas.

Regulação do ciclo

O fluxo de átomos de C do piruvato através do ciclo é estreitamente regulado em 2 níveis: •Conversão de piruvato em acetil-coA •Entrada de Acetil-CoA no ciclo Com relação a velocidade, 3 fatores governam: •Disponibilidade de substrato •Inibição por acúmulo de produtos •Inibição alostérica retroativa pelas enzimas