Post on 24-Jul-2015
Introducción al Metabolismo y Bioenergética
El Ciclo de Krebs
Profa. Vanessa Miguel
@bioquitips
Estructuras complejas
Estructuras simples
Catabolismo AnabolismoG
Acoplamiento catabolismo-anabolismo
Lo que ocurre en el metabolismo es que las reaccionesendergónicas (G > 0) se acoplan a reacciones exergónicas (G < 0) de manera que :
1. La energía liberada en una de las reacciones es utilizada por la otra.
2. La suma total de energías libres de una y otra reacción da un G < 0, por lo que el proceso en conjunto tiene lugar espontáneamente.
Acoplamiento catabolismo-anabolismo
Catabolismo y Anabolismo
CATABOLISMO
ANABOLISMO
Etapas:
1.-Producción de Acetil Coenzima-A.
2.-Oxidación del Acetil Coenzima-A.
3.-Transferencia de electrones y síntesis de ATP (fosforilación Oxidativa).
En esta reacción participan 5 coenzimas y 3 enzimas que conforman el complejo enzimático.
La oxidación del piruvato a Acetil-CoA es catalizada por el complejo multienzimático de la piruvato deshidrogenasa (PDH), :
Regulación Piruvato Deshidrogenasa
Metabolismo Mitocondrial
El ciclo de Krebs o Ciclo de los Ácidos Tricarboxílicos
Metabolismo Mitocondrial
Balance General:
Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi → 2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + CoA-SH + GTP
Consta de 8 reacciones agrupadas en tres fases:
1. Primera fase: formación de citrato
2. Segunda fase: reacciones de descarboxilación oxidativa
3. Tercera fase: regeneración del oxalacetato
OxalacetatoCitrato
CITRATO SINTASA
(a) Forma abierta de una enzima sola; (b) Forma cerrada unida con oxalacetato (amarillo) y un anàlogo estable del acetil CoA (rojo).
Citrato Isocitrato
Isocitrato ð-Cetoglutarato
SuccinilCoAð-Cetoglutarato
SuccinilCoA
Succinato
Succinato Fumarato
La oxidación del succinato es catalizada por la succinato deshidrogenasa, flavoproteína que contiene FAD unido covalentemente.
Esta enzima está unida a la membrana interna mitocondrial, el FAD actúa como un aceptor de hidrógenos en la reacción.
Fumarato Malato
Malato Oxalacetato
Ciclo de Krebs
Ciclo de Krebs
Balance General:
Acetil-CoA (2-C) + 3 NAD+ FAD + GDP + Pi
------------>
3 NADH + FADH2 + CoA-SH + GTP + 2 CO2
La regulación del CK
Regulación del Ciclo de Krebs
Las enzimas con G negativo que trabajan fuera del equilibrio son : la citrato sintasa, la isocitrato deshidrogenasa y la -cetoglutarato deshidrogenasa.
Catalizan las reacciones limitantes del ciclo.
Regulación del Ciclo de Krebs
La regulación tiene lugar mediante los siguientes mecanismos:
Disponibilidad de los sustratos y coenzimas. Inhibición por producto de la reacción Inhibición competitiva por ciertos
intermediarios del ciclo. Inhibición alostérica
Regulación del Ciclo de Krebs
La regulación del ciclo depende de los mecanismos que controlen la producción de NADH. Las deshidrogenasas requieren coenzimas oxidadas para su funcionamiento (NAD+ y FAD)
El flujo metabólico del CK está relacionado con el consumo de oxígeno, la reoxidación del NADH y la síntesis de ATPen la fosforilación oxidativa
Acetil-CoA y oxalacetato están a concentraciones no saturantes de la citrato sintasa, por lo que la entrada del citrato en el ciclo dependerá de la disponibilidad de sus sustratos.
Regulación del Ciclo de Krebs
Si hay un mayor consumo de ATP y desciende la [NADH] mitocondrial y se incrementa la [oxalacetato], se estimula la reación catalizada por la citrato sintasa.
La [oxalacetato] fluctúa con la relación [NADH]/[NAD+], de acuerdo con la ecuación:
Regulación del Ciclo de Krebs
La citrato sintasa: Es inhibida por citrato Es activada alostericamente por el ADP y el
Ca++ El Succinil-CoA compite por la enzima y la
inhibe Es inhibida alostericamente por el ATP el
cual aumenta el Km para el acetilCoA Es inhibida por ácidos grasos de cadena
larga (C18)
Regulación CK
El uso del citrato se controla por la isocitrato deshidrogenasa, que es regulada por la concentración NAD+/ NADH. Esta enzima es modulada alostéricamente: ADP y Ca++ como activador y ATP como inhibidor.
La -cetoglutarato deshidrogenasa es inhibida por NADH, ATP y el succinil-CoA.
Papel del ácido cítrico en el anabolismo. Los intermediarios del ciclo son precursores en muchas rutas biosintéticas.