PDF Clase Palomares TCA

• Sintasas: Catalizan reacciones de condensación en

las que no está involucrado el ATP.

• Sintetasas: Reacciones de condensación que utilizan

ATP

• Ligasas: Sintetasas.

• Liasas: Catalizan eliminaciones (cortes) en lo que

sucede un rearreglo electrónico. Pueden catalizar la

reacción inversa de adición.

• Cinasas: Transfieren el grupo fosfato de un nucleosido

trifisfato a un aceptor (azucar, proteína, otro nucleótido,

intermediarios metabólicos).

• Fosforilasas. Catalizan reacciones de fosforolisis,

reacciones de desplazamiento con fosfato como especie

atacante.

• Fosfatasas: Remueven grupos fosforilos con agua como

especie atacante.

Enzimas celulares

Deficiencia de tiamina:

Metabolismo cerebral

Beriberi

En mamíferos, complejo

inhibido por fosforilación

específica en serina

Decarboxilación

oxidativa de piruvato a

AcCoA

Decarboxilación

Transferencia

Oxidación

La cercanía de las enzimas

acelera la reacción y evita

reacciones secundarias

Regulación del complejo piruvato deshidrogenasa

Más fácilmente

oxidable

Reacciones 6-8:

Oxidar succinato de regreso a

oxalacetato

Enzyme: Citrate synthase

Reaction: Aldol condensation

Acetyl CoA condenses with oxaloacetate first,

to form citryl CoA, a high energy thioester

intermediate. Then citryl CoA is hydrolyzed

to citrate and CoA.

Prosthetic group: No

Citrate synthase: Dimer of two identical 49 kDa subunits.

Binding of oxalacetate induces an structural rearrengement creating the binding site for AcCoA

Se evitan reacciones no

deseadas por el cambio de

conformación de la enzima, la

que sólo es activa cuando

contiene el oxalacetato

Enzyme: Aconitase (aconitate hydratase)

Reaction: Dehydration

Citrate is isomerized to isocitrate by this first dehydration and

yields cis-aconitate as an intermediate. (bound to enzyme)

Prosthetic group: Fe-S

Enzyme: Aconitase

Reaction: Hydration

Hydration of cis-aconitate gives the interchange of H atom and OH

group from the step 2. Isocitrate is rapidly consumed.

Prosthetic group: Fe-S

Enzyme: Isocitrate dehydrogenase

Reaction: Oxidative decarboxylation

Dehydrogenation of isocitrate occurs and yields oxalosuccinate

as an intermediate. Then CO2 leaves to have alpha-

ketoglutarate.This reaction gives NADH.


Enzyme: -Ketoglutarate dehydrogenase complex

Reaction: Oxidative decarboxylation

This mechanism is almost the same as the reaction of oxidative

decarboxylation of pyruvate to acetyl CoA by the pyruvate

dehydrogenase complex. This reaction gives one NADH.

Prosthetic group: Lipoic acid, FAD, TPP

Enzyme: Succinyl CoA synthetase

Reaction: Substrate-level phosphorylation

The thioester bond of succinyl and CoA is an energy rich bond.

Thus only this step gives a high-energy phosphate compound,

GTP from the couple reactions of the thioester bond cleavage and

the phosphorylation of GDP.


Phosphorylated enzyme

intermediate

La enzima tiene dos subunidades

Enzyme: Succinate dehydrogenase (membrane bound, complex II)

Reaction: Oxidation, alkane --> alkene

The two hydrogens of succinate leave to an acceptor, FAD. Not

sufficiently exergonic to reduce NAD+.

Then this reaction yields fumarate and FADH2. Electrons are

transferred to the Fe-S cluster of the enzyme.

Prosthetic group: FAD & Fe-S

Enzyme: Malate dehydrogenase

Reaction: Oxidation

Malate is dehydrogenated to form oxaloacetate. The hydrogen

acceptor is NAD. Therefore, this reaction yields NADH. This

reaction occurs because of depletion of oxaloacetate


Enzyme: Fumarase (highly stereospecific)

Reaction: Hydratation with a carbanion intermediate

Fumarate is hydrated to give Malate.


Reacción neta del ciclo del ácido cítrico

Acetyl CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O ---> 2CO2 + 3 NADH + FADH2 +

GTP + CoA

8 electrones extraídos.

1. Disponibilidad de substratos (AcCoA y

oxaloacetato)

2. Inhibición por acumulación de productos

3. Inhibición retroalimentada alostérica de

las enzimas que catalizan los primeros

pasos (ADP, ATP y Ca2+)

Inhibe la pfk1

TCA: an amphybolic pathway

AcCoA

Fructose 1,6 biphospahte

Ciclo del glioxilato

Los vertebrados son incapaces de

convertir ácidos grasos o acetato en

carbohidratos (conversión de Pyr a

partir de AcCoA es irreversible).

En plantas:

Fosforilación oxidativa (mitocondria)

Fotofosforilación (cloroplastos) Depende absolutamente de la

energía de la luz

Oxidación de agua a oxígeno, con NADP+ como aceptor de e-

Reducción de oxígeno a agua

• Consisten en el flujo de electrones a través de una cadena de

acarreadores unidos a membrana

• La energía libre proporcionada por el flujo de electrones exergónico

está acoplado por un transporte contrario de protones a través de

una membrana impermeable, conservando la energía libre de

oxidación como un potencial electroquímico.

• El flujo transmembranal de protones a través de canales protéicos

específicos aporta la energía necesaria para la síntesis de ATP por la

ATP sintasa

Una mitocondria de hepatocito puede

contener hasta 10,000 conjuntos de

transferencia de electrones. Una de

corazón hasta 3 veces más.

Mr<5000

Nicotinamida nucleotído transhidrogenasa

NADPH + NAD+ <===> NADP+ + NADH

En la fosforilación oxidativa ocurren 3 tipos de transferencia de electrones

1. Transferencia directa (reducción de Fe3+ a Fe2+)

2. Transferencia como átomo de hidrógeno (H+ + e-)

3. Transferencia de ión hidruro (:H-) que posee dos electrones

Complejo I

Complejo enzimático con 42 proteínas

NADH + H+ + Q ---> NAD+ + QH2

Complejo II

Succinato deshidrogenasa

Por su tamaño e hidrofobicidad puede difundir a través de la membrana

interna de la mitocondria

Complejo III (complejo citocromo bc1)

QH2 + 2Cytc1 (oxidado) + 2H+n ---> Q + 2Cyt c1 (reducido) + 4H+

p

Complejo IV

4 cytc(reducido) + 8H+N + O2 ---> 4cytc (oxidado) + 4H+

p + 2H2O

4H+

Substrato

4H+

Trasferidos 2 H2O

NADH + 11 H+N + 1/2 O2 ---> NAD+ + 10 H+

P + H2O

mailto:[email protected]

ADP + Pi + nHP+ ---> ATP +H2O + nH+

N

Transporte de protón en contra de un gradiente electroquímico:

Ghígado = 21 kJ/mol

Síntesis de ATP = 40-50 kJ/mol (ca. 3 protones)

ATP sintasa (complejo V)

8-13 subunidades

F1

F0

Transportadores

Ca2+

Mitocondria, RE y espacio extracelular son reservorios

Mitocondria:

Sistema 1: potencial de membrana Km > [Cacyt]

Sistema 2: Intercambio por Na (antiport)corazón, cerebro, músculo esqueléticoMáxima velocidad

Aumento en Cacyt ---> aumento Camit

Aumento TCA ---> aumento NADH

Transportadores: NADH

• Transportador malato-aspartato: 1 NADH = 2.7 mol ATP

Transportadores: NADH

• Transportador glicerofosfato: 1 NADH = 2 ATP• Cerebro y músculo esquelético• Es irreversible, aún en situación de bajo [NADH]

Complete reaction:

C6H12O6 + 6 O2 --> 6CO2 + 6 H2O G0’ = -2824 kJ/mol

C6H12O6 + 6 H2O --> 6CO2 + 24 H+ + 24e-

6 O2 + 24 H+ --> 12 H2O

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La velocidad de consumo de oxígeno depende de la

concentración de ADP

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