EL CICLO DE KREBS

Dra.Marusa Torres

Ciclo de krebs

Ciclo del acido cítrico

Adición del grupo acetilo al oxalacetato(o síntesis del citrato)

COO

C=O

CH

COO

2

Oxalacetato

El oxalacetato es

un compuesto de

4 carbonos

Tambien llamado

ácido oxalacético

COO

C=O

CH

COO

2

Oxalacetato

CH 2

C

CH

COO

COOHO

2

Citrato

Acetil - CoA

El grupo acetilo

o acetil proviene

de la glucolisis

o de la beta

Oxidacion de

acidos grasos y

Contiene 2

carbonos

COO

C=O

CH

COO

2

Oxalacetato

CH 2

C

CH

COO

COOHO

2

Citrato

Acetil - CoA

La coenzima A

(Co A) es una

coenzima

especializada

en el transporte

de grupos de dos

Carbonos como

Es el caso del

grupo acetil

COO

C=O

CH

COO

2

Oxalacetato

COO

CH 2

C

CH

COO

COOHO

2

Acetil - CoA

COO

C=O

CH

COO

2

Oxalacetato

COO

CH 2

C

CH

COO

COOHO

2

Acetil - CoA CoA - SH

COO

C=O

CH

COO

2

Oxalacetato

COO

CH 2

C

CH

COO

COOHO

2

Acetil - CoA CoA - SH

COO

C=O

CH

COO

2

Oxalacetato

COO

CH 2

C

CH

COO

COOHO

2

Citrato

Citrato

sintasa

Acetil - CoA Acetil - SH

La citrato sintasa

es una enzima

que actua sobre

el acetil CoA

Rompiedolo para

que pueda salir

la CoA y formar

El citrato

COO

C=O

CH

COO

2

Oxalacetato

COO

CH 2

C

CH

COO

COOHO

2

Citrato

Citrato

sintasa

Acetil - CoA Acetil - SH

Enzima : citaro sintasa

Coenzima : CoA

Sustrato : oxalacetato o acido oxálico u

oxalacético

Tipo de reaccion : sintesis, adición o

acilación

Producto : acido citrico o citrato

Isomerización del citrato a isocitrato

COO

CH 2

C

CH

COO

COOHO

2

Citrato

COO

CH 2

C

CH

COO

COOHO

2

Citrato

COO

CH 2

C COO

CH

COO

HO

Isocitrato

COO

CH 2

C

CH

COO

COOHO

2

Citrato

COO

CH 2

C COO

CH

COO

HO

Isocitrato

El isocitrato es

un isomero del

acido citrico y

la diferencia

esta en en el

grupo hidroxilo

(OH) se

encuentra en el

carbono 2

COO

CH 2

C

CH

COO

COOHO

2

Citrato

COO

CH 2

C COO

CH

COO

HO

Isocitrato

aconitasa

COO

CH 2

C

CH

COO

COOHO

2

Citrato

COO

CH 2

C COO

CH2

COO

HO

Cis aconitato

aconitasa

La aconitasa

actua

deshidratando

al ácido citrico

formando un

subproducto

llamado cis

aconitato

COO

CH 2

C

CH

COO

COOHO

2

Citrato

COO

CH 2

C COO

CH

COO

Cis aconitato

2

COO

CH 2

C

CH

COO

COO

Cis aconitato

COO

CH 2

C COO

CH

COO

HO

Isocitrato

aconitasa

2

Despues la aconitasa hidrata al cis

aconitato cambiando el orden de los

Hidrogenos y el Oxigeno

Enzima : aconitasa

Sustrato : ácido citrico o citrato

Tipo de reaccion : isomerización

Producto : ácido isocitrico o isocitrato

Subproducto : cis aconitato

Oxidacion del isocitrato hasta oxalasuccinato

COO

CH 2

C

CH

COO

COO

HO

Isocitrato

COO

CH 2

C COO

CH

COO

Cis aconitato

COO

CH 2

C

CH

COO

COO

HO

Isocitrato

COO

CH 2

O=C

COO

C -- COO

oxalasuccinato

COO

CH 2

C

CH

COO

COO

HO

Isocitrato

COO

CH 2

C COO

CH

COO

Cis aconitato

COO

CH 2

C

CH

COO

COO

HO

Isocitrato

COO

CH 2

O=C

COO

oxalasuccinato

NAD+

C -- COO

NADH + H

Enzima : oxidasa

Sustrato : ácido isocitrico o isocitrato

Tipo de reaccion : deshidorgenación y

oxidacion

Producto : oxalasuccinato o acido

oxalasuccinico

Coenzima : NAD

Descarboxilación del oxalasuccinato hasta el α cetoglutarato

COO

CH 2

C

H=C

COO

COO

oxalasuccinato

COO

CH 2

C

O=C

COO

H C2

α cetoglutarato

Isocitrato

deshidrogenasa

La enzima

isocitrato

deshidrogenasa

debilita el

enlace del

grupo carbonilo

central y el

acido isocitrico

lo pierde en

forma de CO2

COO

CH 2

C

H=C

COO

COO

oxalasuccinato

COO

CH 2

C

O=C

COO

H C2

α cetoglutarato

Isocitrato

deshidrogenasa

CO2

COO

CH 2

C

O=C

COO

COO

oxalasuccinato

COO

CH 2

C

O=C

COO

H C2

α cetoglutarato

NAD+ NADH + H

Isocitrato

deshidrogenasa

COO

CH 2

C

CH

COO

COO

HO2

Isocitrato

COO

CH 2

C

O=C

COO

H C2

α cetoglutarato

El a cetoglutarato es

una molecula de 5

atomos de carbono

Enzima : isocitrato deshidrogenasa

Sustrato : oxalasuccinato

Tipo de reaccion :descarboxilacion

Producto : α cetoglutarato o ácido α

cetoglutarico

Oxidacion del α cetoglutarato y sintesis del succinil CoA

COO

CH 2

COO

COO

CH 2

C

O=C

COO

H C2

α cetoglutaratoα cetoglutarato

Gracias a un

complejo

multiensimatico

“α cetoglutarato

deshidrogenasa”

el α cetoglutarato

pierde un atomo

de carbono

liberado como

CO2

COO

CH 2

COO

COO

CH 2

C

O=C

COO

H C2

α cetoglutaratoα cetoglutarato

α cetoglutarato

deshidrogenasa

CO2

COO

CH

H C2

O=C

De esta

manera queda

un compuesto

de cuatro

atomos de

carbono

COO

CH 2

COO

COO

CH 2

O=C

H C2

α cetoglutarato

H C2

O=C

A este compuesto de cuatro

carbonos se le agrega

denuevo la CoA para

llevarlo hacia el proximo

proceso

CoA

S-CoA

Succinil CoA

Enzima : complejo multiensimatico α

cetoglutarato deshidrogenasa

Sustrato : α cetoglutarato o ácido α

cetoglutarico

Tipo de reaccion : descarboxilacion

Producto : succinil CoA

Hidrólisis del succinil CoA y formación del GTP

COO

CH 2

COO

O=C

H C2

α cetoglutaratoSuccinil CoA

COO

CH2

H C2

O=C

S-CoA

Succinil CoA

sintetasa

Gracias a la succinil CoA sintetasa,

el succinil CoA se hidroliza

liberando la CoA y una molécula de

acido succinico

H2O

COO

CH 2

COO

O=C

H C2

α cetoglutaratoSuccinil CoA

COO

CH2

H C2

O=C

S-CoA

Succinil CoA

sintetasa

Acido

succinico o

succinato

CoA - SH

H2O

COO

CH 2

COO

O=C

H C2

α cetoglutaratoSuccinil CoA

COO

CH2

H C2

O=C

S-CoA

Succinil CoA

sintetasa

Acido

succinico o

succinato

CoA – SH

paralelamente

GDP GTP

P

paralelamente

La hidrólisis del succinil CoA libera la

suficiente energia para que

paralelamente el GDP capte una

molécula de P y formen GTP, el cual

dará origen al ATP

Enzima : succinil CoA sintetasa

Sustrato :succinil CoA

Tipo de reaccion :hidrólisis y sintesis

Producto : ácido succinico o succinato

Oxidación del succinato o sintesis del fumarato

COO

CH 2

COO

O=C

H C2

α cetoglutarato

COO

CH2

H C2

O=CSuccinato

deshidrogensa Succinato

COO

CH

HC

O=C COO

Esta enzima es una

oxidoreductasa y

deshidrogenasa a la vez

COO

CH 2

COO

O=C

H C2

α cetoglutarato

COO

CH2

H C2

O=CSuccinato

deshidrogensa Succinato

COO

CH

HC

O=C COO

Reduce al FAD

FAD FADH2

Deshidrogena al

succinato

Oxida al succinato

Fumarato

COO

CH

H C

O=C

2

2

COO

CH 2

COO

O=C

H C2

α cetoglutarato

COO

CH2

H C2

O=CSuccinato

deshidrogensa Succinato

COO

CH

HC

O=C COO

FAD FADH2

Fumarato

Enzima : succinato deshidorgenasa

Coenzima : FAD (mucha mas poder

reductor)

Sustrato :succinato o ácido succínico

Tipo de reaccion :oxidacion, reduccion

y deshidrogenacion

Producto : ácido furámico o fumarato

Hidratación del fumarato o sintesis del malato

COO

CH

HC

COO

Fumarato

Fumarasa

Esta enzima es una

hidratasa y actua

hidratando al fumarato

COO

CH

HC

COO

Fumarato

Fumarasa

H2O

Como consecuencia de la

unión del fumarato mas

agua se forma un

a - hidroxiácido

COO

CH

HC

COO

Fumarato

Fumarasa

H2O COO

CH

CH 2

COO

HO

Malato

Enzima : fumarasa

Sustrato : ácido furámico o fumarato

Tipo de reaccion :hidratación

Producto :ácido málico o malato

Oxidación del malato

COO

COO

Malato

deshidrogenasa

2

HO

Malato

CH

CH

Esta enzima es una

oxidorreductasa

COO

COO

Malato

deshidrogenasa

2

HO

Malato

CH

CH

Esta enzima reduce

al NAD que trabaja

como coenzima

NAD NADH + H

COO

COO

Malato

deshidrogenasa

2

HO

Malato

CH

CH

El NAD oxida el grupo alcohol

del a - hidroxiácido hasta un

grupo carboxilo

NAD NADH + H

COO

COO

Malato

deshidrogenasa

2

HO

Malato

CH

CH

De esta manera se obtiene el

oxalacetato o ácido oxalacético para el

primer paso del ciclo de Krebs

NAD NADH + HCOO

C=O

CH 2

COOOxalacetato

Enzima : malato deshidrogenasa

Coenzima: NAD

Sustrato : ácido málico o malato

Tipo de reaccion :oxidacion y

deshidrogenación

Producto :ácido oxalacético u

oxalacetato

Regulacion de las enzimas

en el ciclo de Krebs

Muchas de las enzimas son reguladas por

una retroalimentación negativa

Citrato sintasa

Isocitrato deshidrogenasa

α cetoglutararo

deshidrogenasa

Son inhibidas

por las

concentraciones

de ATP