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TEMA 8TEMA 8Vías centrales del metabolismo
intermediario1. Panorama general del metabolismo2. Acetil-CoA 3. Ciclo del ácido cítrico4. Procedencias y destinos del acetil-CoA5. Etapas enzimáticas y regulación del ciclo del ácido
cítrico6. Carácter anfibólico del ciclo del ácido cítrico7. Reacciones anapleróticas
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Panorama general del metabolismo: catabolismo y anabolismo
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Las rutas son distintas para el catabolismo y el anabolismo, porque:
para que se dé una vía debe ser exergónica.
es necesario controlar los flujos en función del estado energético del organismo.
Esquema general del metabolismo
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Principales mecanismos de control metabólico
Control de la actividad de las enzimasControl de los niveles de las enzimasCompartimentalización celularRegulación por señales extracelulares (hormonas,
factores de crecimiento)
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Síntesis de acetil-CoA y ciclo del ácido cítrico: papel central en el metabolismo aerobio
La síntesis de acetilCoA, el ciclo del ácido cítrico y la oxidación de los ácidos grasos se localizan en la matriz de la mitocondria y la disponibilidad de O2 va a condicionar su funcionamiento.
El O2 es necesario para regenerar los aceptores de electrones (NAD+ y FAD)
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El acetil-CoA
Estructura del CoA
El enlace tioester posee más energía libre de hidrólisis.
El acetil-CoA aporta los dos carbonos que se van a oxidar en el ciclo del ácido cítrico.
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Procedencia y destinos del acetil-CoA
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Biosíntesis de acetil-CoA a partir de piruvato: Complejo de la Piruvato Deshidrogenasa
Cataliza la descarboxilación oxidativa del piruvato, formandose NADH y acetil-CoA.
Está constituido por tres enzimas:E1: piruvato deshidrogenasaE2: dihidrolipoil transacetilasaE3: dihidrolipoil deshidrogenasa
En la reacción completa intervienen cinco coenzimas:
Tiamina pirofosfato (TPP)LipoatoFADCoANAD+
Está regulado por alosterísmo y por modificación covalente de fosforilación
Resumen de las funciones de las coenzimas de la piruvato deshidrogenasa
Descarboxilación y transferencia de grupos aldehidoTransportador de hidrógeno o grupos acetiloTransportador de electronesTransportador de electronesTransportador del grupo acetilo
Tiamina pirofosfato (TPP)Ácido lipoicoNADHFADH2
Coenzima A (CoASH)
FuncionesCoenzima
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Descrito por Hans Krebs en 1937
Sucede en la mitocondria
Ciclo del ácido cítrico
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Balance total del ciclo del ácido cítrico
(ATP)
En cada vuelta del ciclo se introducen 2 carbonos, en forma de acetilo, y su equivalente será totalmente oxidado, liberándose 2 moléculas de CO2.
La energía libre de la oxidación se conserva en forma de coenzimas reducidos (NADH y FADH2).
Los intermediarios se reciclan.
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El Ciclo del Ácido Cítrico posee un carácter anfibólico
Algunos de sus intermediarios son precursores de otros compuestos
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Vías anapleróticas del ciclo del ácido cítrico
Las reacciones anapleróticas ( ) sirven para reponer los intermediarios del ciclo del ácido cítrico.
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Regulación del ciclo del ácido cítrico
La regulación recae en el complejo piruvato deshidrogenasa y en la primera mitad del ciclo
La piruvato deshidrogenasa se inhibe por fosforilación (modificación covalente reversible catalizada por una quinasa y una fosfatasa)
El estado energético de la célula y la disponibilidad de coenzimas oxidados en la mitocondria, determina la actividad del ciclo