CICLO DE KREBS

https://www.youtube.com/watch?v=ubzw64PQPqM

Bianca Zingales

IQ-USP

G L IC O S E A M IN O Á C ID O S Á C ID O S G R A X O S

A cetil-C o A (2 )

O x a lo a ce ta to (4 ) C itra to (6 )

Iso c itra to (6 )

C eto g lu ta ra to (5 )

S u cc in a to (4 )

F u m a ra to (4 )

M a la to (4 )

G lyA laS erC y s

L euIleL y sP h e

G luA sp

P iru v a to (3 )

C O2

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F o sfo e n o lp iru v a to (3 )

C O2

G L IC O S E A M IN O Á C ID O S Á C ID O S G R A X O S

A cetil-C o A (2 )

O x a lo a ce ta to (4 ) C itra to (6 )

Iso c itra to (6 )

C eto g lu ta ra to (5 )

S u cc in a to (4 )

F u m a ra to (4 )

M a la to (4 )

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G L IC O S E A M IN O Á C ID O S Á C ID O S G R A X O S

A cetil-C o A (2 )

O x a lo a ce ta to (4 ) C itra to (6 )

Iso c itra to (6 )

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Glicose

Piruvato

Glicólise

Acetil-CoA

Ácidos Graxos

CITOSSOL

MITOCÔNDRIA

KREBS

Alguns AA

CICLO DE KREBS

O Ciclo de Krebs é também chamado Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos (TCA) ou Ciclo do Ácido Cítrico

Definição: O Ciclo de Krebs é a via final comum do Catabolismo. Tem como finalidade a oxidação de Acetil-CoA visando a obtenção de Energia

Localização: Matriz mitocondrial

Oxigênio: O Ciclo de Krebs só funciona em presença de Oxigênio (metabolismo aeróbico) (ver próximas aulas)

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CARACTERÍSTICAS GERAIS do CICLO de KREBS

1. DOIS Carbonos entram no ciclo de Krebs como Acetil-CoA e DOIS Carbonos saem como duas moléculas de CO2.

CO2 EXPIRAÇÃO

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CARACTERÍSTICAS GERAIS do CICLO de KREBS

2. Ao longo do Ciclo, QUATRO reações de óxido-redução ocorrem, formando-se 3 moléculas de NADH e uma molécula de FADH2.

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CARACTERÍSTICAS GERAIS do CICLO de KREBS

3. Uma ligação fosfato de alta energia (GTP) é formada no Ciclo.

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O Ciclo de Krebs compreende 8 etapas

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Citrato

Isocitrato

-Cetoglutarato

Succinil-CoA

Co-A

Succinato

Fumarato

Malato

Oxaloacetato

Nome dos compostos do ciclo de Krebs

Passo 1: Condensação

Reação irreversível

H

Acetil-CoA Oxaloacetato Citrato CoA

Citrato sintase

De onde vem?

Ác tricarboxílico

Revisão: Formação do oxaloacetato

Piruvato + ATP + HCO-3 Oxaloacetato + ADP + Pi

Piruvato Carboxilase

Nota: Numa dieta pobre em carboidratos, o nível de oxaloacetato é baixo(Gliconeogênese). O ciclo de Krebs tem baixo funcionamento.

Passo 2: Isomerização

Aconitase

Citrato Isocitrato

Ác tricarboxílico

Passo 3: Saída de CO2 catalisada por enzima ligada a NAD+

Esta reação controla o funcionamento do Ciclo de Krebs

A Isocitrato Desidrogenase é uma enzima alostérica (ver adiante)

Isocitrato (C6) NAD+ alfa-cetoglutarato (C5) NADH CO2

Isocitrato desidrogenase

Passo 4: Descarboxilação oxidativa (entra CoA)

Reação irreversível

Alfa-cetoglutarato (C5) NAD+ CoA Succinil-CoA (C4) NADH CO2

Alfa-cetoglutarato desidrogenase

Passo 5: Fosforilação a nível do Substrato

Succinil-CoA GDP Succinato GTP CoA

Succinil CoA sintetase

Síntese de um composto rico em energia – GTP (guanosina trifosfato) Onde já apareceu GTP?

Transformação de GTP em ATP

NOTA: Esta reação não faz parte do ciclo de Krebs, mas resulta na produção de 1 ATP.

Nucleosídio difosfoquinase

Passo 6: Desidrogenação dependente de FAD

Succinato FAD Fumarato FADH2

Succinato desidrogenase

FAD –Flavina Adenina Dinucleotídio

Estrutura do FAD

Riboflavina –Vitamina B2

FAD Transporta 2 prótons e 2 elétrons

Passo 7: Hidratação na dupla ligação C-C

Fumarato Malato

Fumarase

Passo 8: reação de desidrogenação que regenera Oxaloacetato

Malato NAD+ Oxaloacetato NADH

Malato desidrogenase

Notar a regeneração de Oxaloacetato no fim de uma volta do ciclo

Acetil-CoA + 2H2O + 3NAD+ + Pi + GDP + FAD

2CO2 + 3NADH + GTP + CoA-SH + FADH2 + 2H+

Estequiometria do Ciclo de Krebs

1 Acetil-CoA 2CO2 + 3NADH + 1FADH2 + 1GTP + 1CoA

Uma volta do Ciclo de Krebs

Regulação da velocidade do Ciclo de Krebs

O ciclo é controlado principalmente pela atividade da Isocitrato Desidrogenase (enzima alostérica)

A cetil-C oA (2)

O xaloacetato (4) C itrato (6)

Isocitrato (6)

C etoglutarato (5)

Succinato (4)

F um arato (4)

M alato (4)

C O2

C O2

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A cetil-C oA (2)

O xaloacetato (4) C itrato (6)

Isocitrato (6)

C etoglutarato (5)

Succinato (4)

F um arato (4)

M alato (4)

C O2

C O2

C O2

A cetil-C oA (2)

O xaloacetato (4) C itrato (6)

Isocitrato (6)

C etoglutarato (5)

Succinato (4)

F um arato (4)

M alato (4)

C O2

C O2

C O2

Moduladores alostéricos Positivos: ADP e NAD+

Moduladores alostéricos Negativos: ATP e NADH

Isocitrato Desidrogenase

Ciclo de Krebs é ATIVO quando a carga energética é BAIXA

(concentração elevada de ADP – modulador alostérico positivo)

Portanto, a Carga energética da Célula regula o funcionamento do Ciclo de Krebs

Portanto:

Em outras aulas veremos por que NAD+ e NADH também regulam o Ciclo.

Ciclo de Krebs é LENTO quando a carga energética é ALTA

(concentração elevada de ATP – modulador alostérico negativo)

A velocidade do ciclo de Krebs também é regulada pela concentração de seus intermediários.

Se não houver disponibilidade de oxaloacetato, o Ciclo de Krebs não funciona

Regulação da velocidade do Ciclo de Krebs

G L IC O S E A M IN O Á C ID O S Á C ID O S G R A X O S

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C eto g lu ta ra to (5 )

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L euIleL y sP h e

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- Quando há falta de Glicose, o oxaloacetato é usado na gliconeogênese. Então o Ciclo de Krebs diminui seu funcionamento, e menos Acetil-CoA é oxidado.

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As vitaminas do complexo B são um grupo de oito vitaminas: tiamina (B1), riboflavina (B2), niacina (B3), ácido pantotênico (B5), piridoxina (B6), biotina (B7), ácido fólico (B9), cianocobalamina (B12).