CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICOTitulación de Bioquímica y Farmacia

Abril – Agosto 2016

o Ciclo de Krebs o ciclo del ácido tricarboxílico.

o Mitocondrias (enzimas en la matriz mitocondrial).

o Secuencia de reacciones que oxidan la porción acetilo de la acetil-CoA, y reducen las coenzimas que se reoxidan por medio de la cadena de transporte de electrones, enlazada en la formación de ATP.

o Vía común final para la oxidación de carbohidratos, lípidos y proteínas (acetil Co-A o intermediarios del ciclo).

o Gluneogénesis, lipogénesis e interconversión de aa.

CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO

Acetil-CoA• Se forma a partir del piruvato, a través de las siguientes reacciones:

1. Descarboxilación (pérdida de CO2)2. Oxidación del grupo ceto del C2 en un grupo carboxilo.3. Activación por unión de la coenzima A a través de un enlace

tioéster.

Complejo enzimático

Porción acetilo

EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO PROPORCIONA SUSTRATO PARA LA CADENA RESPIRATORIA

Reacción porción acetilo de la Acetil-CoA y el oxalacetato (ácido dicarboxílico 4C) = citrato (ácido tricarboxílico 6C)

Liberación de 2 CO2 y regeneración del oxalacetato.

Acetil-CoA, producto del catabolismo

Coenzimas reducidas deben reoxidarse en la cadena respiratoria, enalzadas a la formación de ATP (O oxidante final).

EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO PROPORCIONA SUSTRATO PARA LA CADENA RESPIRATORIA

LAS REACCIONES DEL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO LIBERAN EQUIVALENTES REDUCTORES Y CO2

REACCIONES DEL CICLO DE KREBS

1. Condensación entre acetil CoA (2C) y oxalacetato (4C), Citrato sintasa, hidrólisis que libera la coenzima A. – Citrato (6C). Irreversible.

2. Transformación de citrato en isocitrato: Aconitasa 2 pasos – una deshidratación (cis-aconitato), seguida de una hidratación (isocitrato).

1

3. Primera descarboxilación oxidativa: Isocitrato deshidrogenasa. Transformación del isocitrato (6C) a α-cetoglutarato (5C). Reducción de una molécula de NAD+ a NADH + H+ y eliminación de un átomo de C en forma de CO2. Irreversible.

Isocitratoα-cetoglutarato

4. Segunda descarboxilación oxidativa: complejo α-cetoglutarato deshidrogenasa. Transformación de α-cetoglutarato (5C) a succinil CoA (4C). Generación de NADH + H+ y la eliminación de un átomo de C (CO2). Irreversible

α-cetoglutarato Succinil CoA

5. Fosforilación a nivel de sustrato: succinato tiocinasa (Succinil CoA sintetasa). Ruptura del enlace de alta energía y síntesis de GTP o ATP. Formación de succinato.

SuccinatoSuccinil CoA

Los tejidos gluconeogénicos (hígado y riñón) tienen 2 isoenzimas, una específica para GDP y otra para ADP. Los tej no gluconeogénicos solo tienen la isoenzima que usa ADP

GTP se usa para la descarboxilación de oxalacetato a fosfoenolpiruvato.

6. Oxidación del succinato a fumarato: Succinato deshidrogenasa. Reacción de deshidrogenación en la cual se produce la oxidación del enlace sencillo del centro del succinato, dando lugar a un doble enlace trans. Formación de FADH2

Succinato Fumarato

7. Hidratación del doble enlace del fumarato para formar malato: Fumarasa (fumarato hidratasa)

Fumarato L- malato

8. Oxidación del L-malato a oxalacetato: Malato deshidrogenasa. Generación de NADH + H+. Con esta última reacción de oxidación se regenera el oxalacetato que se utilizará junto con el acetil CoA, en la generación de citrato al principio de un nuevo ciclo.

L-malato Oxalacetato

En resumen…..• El ciclo opera de la siguiente manera:– EL acetato, C2, entra como acetil CoA y los dos carbonos se

liberan del ciclo como CO2 en dos reacciones separadas.– Tres moléculas de NAD+ se reducen a NADH mediante

reacciones catalizadas por deshidrogenasas.– Una molécula de FAD se reduce a FADH2.– De la energía almacenada en un enlace CoA tioéster, se

genera un enlace fosfoanhídrido de ATP o GTP.

POR CADA VUELTA DEL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO SE FORMAN 10 ATP

Por cada acetil Co-A catabolizada en una vuelta del ciclo

3 NADH1 FADH2

Cada NADH = 2.5 ATP ̴Cada FADH2 = 1.5 ATP ̴Fosforilación a nivel de sustrato (succinato tiocinasa) = 1 ATP

Cadena respiratoria

LAS VITAMINAS DESEMPEÑAN FUNCIONES CLAVE EN EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO

1. RIBOFLAVINA (en forma de FAD): cofactor para la succinato deshidrogenasa.

2. NIACINA (en forma de NAD): aceptor de e- para la isocitrato deshidrogenasa, α-cetoglutarato deshidrogenasa y malato deshidrogenasa.

3. TIAMINA B1 (difosfato de tiamina): coenzima para la descarboxilación en la reacción de α-cetoglutarato deshidrogenasa.

4. ÁCIDO PANTOTÉNICO (parte de coenzima A): Cofactor fijo a acetil-CoA y succinil-CoA.

EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO DESEMPEÑA UNA FUNCIÓN CRUCIAL EN EL METABOLISMO

ANFIBÓLICOo Procesos oxidativos y sintéticos.o Oxidación de acetil Co-Ao Sustratos para síntesis de aa, ácidos

grasos y gluconeogénesis.

o Control respiratorio (cadena respiratoria y fosforilación oxidativa) – actividad.o Actividad dependiente del aporte de NAD+ (depende de ADP, índice de

utilización de APT).o Enzimas están reguladas: reacciones no de equilibrio (piruvato deshidrogenasa,

citrato deshidrogenas, isocitrato deshidrogenasa y α-cetoglutarato deshidrogenasa.

o Deshidrogenasas son activadas por Ca2+o Enzimas se encargan de la situación en cuanto a energía – proporciones de

[ATP]/[ADP] y[NADH]/[NAD+].

REGULACIÓN DEL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO

Gracias por su atención….