Ciclo de Krebs.(Ciclo del Ácido Cítrico)

Grupo A:

Evangelina Gonzáles, Maria José Gonzaéles, Lucía Gamboa, Angéilca Bautista.

Introducción El ciclo del ácido cítrico es una ruta

metabólica en la que los fragmentos de 2 carbonos (aceltil-CoA) que proceden de moléculas orgánicas combustibles, se oxidan para formar CO2 y las coenzimas NAD+ Y FAD se reducen para formar NADH y FADH2.

Que después van a la cadena de transporte de electrones y se transfieren al aceptor que normalmente es O2.

Que después en la fosforilación oxidativa la energía liberada en la CTE se captura en protones para la síntesis de ATP.

Inicio El ciclo del ácido cítrico es una ruta de

oxidación común para moléculas ácidos grasos, aminoácidos y carbohidratos, que entran como Acetil-CoA.

Es un proceso aerobio que se da lugar en la Matriz Mitocondrial.

El acetil-CoA es el producto de oxidación del piruvato, por medio de un complejo enzimático llamado piruvato deshidrogenasa; que requiere de las coenzimas NAD+, FAD, TPP y ácido lipoico.

Producción Neta Consta de 2 fases: 1. El acetil-CoA entra el ciclo reaccionando con el

oxalacetato, para formar citrato liberando dos moléculas de CO2 (Reacciónn 1-4)

2. Regeneración del oxalacetato para reaccionar de nuevo con el acetil-CoA (Reacción 5-8)

2CO2+3NADH+FADH2+CoASH+GTP+3H+

Paso 1: Introducción y perdida de dos átomos de carbono Paso 1: Sale la CoA y entra solo el grupo

acetilo, y se condensa con oxaloactetato para dar citrato, por medio de la enzima citrato sintasa.

Oxalacetato

Citrato

Paso 2: Isomerización del citrato

Deshidratación e hidratación del citrato.

Del citrato hay un reacomodo de las moléculas, por medio de una salida de H2O y dando una molécula llamada cis- aconitato, que solo es temporal, y se vuelve agregar H2O para dar finalmente isocitrato. Citrato Isocitrat

o

Paso 3: Generación de CO2 por una deshidrogenasa ligada al NAD+

Del isocitrato formado anteriormente se convierte a alfa-cetoglutarato, por medio de un desprendimiento de un CO2, y por la accion de oxido- reduccion de un NAD+, catalizado por la isocitrato deshidrogenasa.

Paso 4: Generación del segundo CO2 por un complejo multienzimático.

El alfa- cetoglutarato se convierte a succinil CoA por medio de una descarboxilacion, y una reacción de oxido- reducción de un NAD+.

Además entra a la moléculauna CoA-SH. Todas estas reacciones son

catalizadas por el complejo alfa-cetoglutarato des-

hidrogenasa

α-cetoglutarato Succinil-CoA

Complejo de la enzima α-cetoglutarato deshidrogenasa

Es una enzima oxidoreductasa Formada por un complejo parecido al de

piruvato deshidorgenasa.

Forma el complejo Efecto Coenzima

α-cetoglutarato deshidrogenasa

Elimina hidrógenos en el α-cetoglutarato

(TPP)

Dihidrolipoil transuccinilasa

Transfiere la CoASH al succinal

CoASH,

Dihidrolipoil deshidrogenasa

Oxida a la enzima transuccinilasa

NAD y FAD

Paso 5: Ruptura del succinil-CoA con fosforilación a nivel sustrato. La enzima succinato tioquinasa es una ligasa

que convierte el succinil-CoA en succinato. Su producto será GTP y la CoASH. Será una ruptura del enlace tioéster.

Paso 6: La molécula de 4 carbonos succinato se oxida para formar fumarato y FADH.

La enzima succionato deshidrogenasa que es una oxidoreductasa convierte el succinato a fumarato.

Este es un punto de regulación. Liberará una molécula de FADH2 Esta enzima se encuentra unida a la membrana mitocondrial interna.

Paso 7: Hidratación del fumarato La enzima fumarasa o fumarato

deshidrogenasa que es ena liasa, hidratará la molécula de fumarato para convertirlo en malato.

Paso 8: El malato se oxida para formar un oxalacetato y un tercer NADH La enzima malato deshidrogenasa del tipo

oxidoreductasa oxidará al malato para convertirlo en oxalacetato, que este al unirse con el acetil-CoA comenzará de nuevo el ciclo de Krebs.

Se liberará también en esta reacción un tercer NADH.

Destinos de los precursores El Ciclo de Krebs es una ruta anfibólica. Es catabólica al formar CO2 y la energía

conservada en NADH Y FADH2 Es anabólica poque muchos de sus

intermediarios son precursores para otras rutas.

Estos precursores son repuestos por reacciones anaplerópticas. Que rellenan el ciclo.Precursor Vía a la que se dirige

Oxalacetato Gluneogénesis y síntesis de amino ácidos.

α-cetoglutarato Síntesis de aminoácidos

Succinil-CoA Síntesis de porfinas

Acetil-CoA Síntesis de ácidos grasos y colesterol

Regulación del ciclo del acido cítrico

El ciclo del acido cítrico es regulado por precisión (de manera estrecha) para que se satisfagan de manera constante los requerimientos energéticos y de biosíntesis de la célula.

La regulación se consigue principalmente por la modulación de enzimas clave y la disponibilidad de determinados sustratos.

Como ya se comento, el ciclo depende de un aporte continuo de NAD,FAD Y ADP (es decir productores de energia).

La regulación se hace por medio de 3 enzimas:

La citratosintasa La isocitrato deshidrogenasa La α –cetoglutarato deshidrogenasa

Estas tres enzimas operan lejos del equilibrio y también catalizan reacciones que representan importantes puntos metabólicos.

Citrato Sintasa

Es la primera enzima del ciclo Cataliza la formación del citrato a parir del acetil-

coA y oxalacetato dado que la concentración de acetil-coA y oxalacetato son bajas en la mitocondria con relación a la cantidad de la enzima

cualquier aumento de la disponibilidad del sustrato estimula la síntesis de citrato

Concentraciones elevadas de succinil Coa y de citrato inhibiendo la citratosintasa actuando como inhibidores alostericos

Es inhibida por : citratio ,NADH, ATP Y SUCCINIL COA

La isocitrato deshidrogenasa

Cataliza la segunda reacción del ciclo regulada en un extremo.

Es inhibida por : NADH y ATP Es activada por: NAD+ y ADP Esta muy regulada debido a su importante

papel del metabolismo del citrato. La conversación de citrato a isocitrato es

reversible

Metabolismo del citrato El trasporte del citrato saca de la mitocondria

al acetil CoAndebido a que este no puede atravesar la membrana mitocondrial interna ya que esto este esta en el citoplasma el citrato se fracciona por la citratoliasa y el acetil CoA que se forma es utilizado en varios procesos de biosíntesis(como la síntesis de ácidos grasos).

el oxalacetato se utiliza en reacciones de biosíntesis o puede convertisrse en malato

Malato Puede volver a entrar a la mitocondria y

convertirse otras ves en oxalacetato (es por lo que decimos que esta enzima es reversible).

O puede convertirse en el citoplasma en piruvato por la enzima malica (el piruvato puede volver a entrar a la mitocondria)

La deshidrogenasa de α –cetoglutarato:

Es regulada de manera estricta debido a la importancia del α-cetoglutarato en numerosos procesos metabólicos. Por ejemplo metabolismo de los A.A

Al aumento del suministro celular de NADH la enzima se inhibe

Activada por: NAD+ y AMP(es un indicador critico de baja carga energética)