CICLO DE KREBS OU CICLO DO CIDO CTRICO

CICLO DE KREBS OU CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO OU CICLO DOS TRICARBOXÍLICOS • O Ciclo de Krebs é a via metabólica central do nosso organismo, pois cada composto do ciclo está associado a uma via. Um exemplo disto é que o Acetil-Co. A não é proveniente somente da glicose; pode ser produto de reações onde o composto inicial será aminoácidos ou ácidos graxos. • É importantíssimo entender que a glicose que ingerimos possuía anteriormente 6 carbonos, e ela está sendo oxidada para a produção de energia. Na glicólise, a glicose foi dividida em 2 partes, ou seja, 2 piruvatos com 3 carbonos cada. •

CICLO DE KREBS OU CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO OU CICLO DOS TRICARBOXÍLICOS O piruvato produzido na glicólise ainda contém bastante poder redutor. Este poder redutor vai ser aproveitado pela célula no Ciclo de Krebs ou Ciclo do Ácido Cítrico ou Ciclo dos Tricarboxílicos, ocorrendo no interior mitocondrial. Em primeiro lugar, o piruvato é utilizado para produzir acetil-Co. A, que é uma forma ativada de acetato, levando a liberação do primeiro dióxido de carbono, fruto da glicose anterior.

• Nesta reação intervem a piruvato desidrogenase. É uma enzima complexa, contendo bastantes cofatores: lipoamida, TPP, FAD, coenzima A. A hidrólise do acetil-Co. A é bastante exergônica, exigindo energia. • Essa energia provém da descarboxilação do piruvato e é frequentemente usada pela célula para gerar equilíbrio na formação de produtos.

OC=O CH 3 Piruvato + Co. A piruvato desidrogenase NAD+ NADH Acetil-Co. A acetil-Co. A +CO 2

Ciclo propriamente dito

CICLO DE KREBS OU CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO OU CICLO DOS TRICARBOXÍLICOS • O ciclo corresponde a uma série de reações químicas que acontece naturalmente em todas as células do organismo para a produção de energia. É um ciclo anfibólico, ou seja, atua tanto no catabolismo (decomposição oxidativa) quanto no anabolismo (síntese redutora de bioméculas).

1 - Formação do Citrato – Condensação - O Acetil-Co. A se combina com o Oxalacetato, catabolizada pela enzima citrato sintase, sem gasto de energia. O produto desta reação será o Citrato. Nesta etapa há hidratação para que a Co. A-SH se desligue do grupo acetil, e volte a ficar disponível para uma nova conversão do Piruvato.

2 - Isomerização – Desidratação e Hidratação - O Citrato é isomerizado a Isocitrato, pela enzima aconitase. 3 - Formação do α-cetoglutarato e de CO 2 – Descarboxilação oxidativa - É a primeira oxidação, onde há a descarboxilação oxidativa do Isocitrato a αcetoglutarato e liberação de CO 2, pela enzima isocitrato desidrogenase. Ocorre a redução de um NAD+ a NADH, pela perda de 2 elétrons na oxidação.

• 4 - Formação do Succinil-Co. A e de CO 2 Descarboxilação oxidativa - É a segunda oxidação. Ocorre a liberação de elétrons, e consequente redução de mais um NAD+ a NADH. Tal como o piruvato, o α-cetoglutarato é um α-cetoácido, isto é, possui um grupo carbonilo adjacente ao grupo ácido carboxílico. A sua descarboxilação fornece energia suficiente para que se forme uma ligação tioéster CO 2 com a coenzima A. A enzima responsável por esta reação é a α-cetoglutarato desidrogenase, gerando com isto a succinil-Co. A e CO 2. +CO 2

• 5 - Formação do Succinato e de um GTP - A reação de conversão do Succinil-Co. A a Succinato é catalisada pela enzima succini-Co. A sintase. Nota-se a presença de uma molécula de GDP (difosfato de guanina), que foi fosforilada formando uma molécula de GTP (trifosfato de guanina). • O GTP nada mais é que um composto de alta energia, como o ATP. Rapidamente a célula troca a guanina pela adenosina, então pode-se dizer que nesta etapa há produção de um ATP. ADP ATP

• 6 - Formação do Fumarato –Desidrogenação-O Succinato é convertido à Fumarato pela enzima succinato desidrogenase Como há desidrogenação, nota-se a redução de uma molécula de FAD a FADH 2. O FAD nada mais é que um aceptor de elétrons, assim como o NAD, que transportará os elétrons para a última parte da respiração celular. • 7 - Formação de L-Malato – Hidratação A enzima fumarase catalisa a reação de conversão do Fumarato a Malato, e para isto, observa-se uma molécula de H 20 presente na reação (hidratação).

• 8 - Regeneração do Oxalacetato –Desidrogenação O Oxalacetato que havia sido ligado à molécula de Acetil-Co. A para que ela entrasse na mitocôndria, e se perdeu durante a série de reações do ciclo. Então, nesta última etapa o Oxalacetado deve ser regenerado, liberando mais um elétron, para que o ciclo continue e ele novamente possa se ligar a uma nova molécula de Acetil-Co. A. A enzima presente nesta reação é a malato desidrogenase, e nota-se a redução de outra molécula de NAD+ a NADH.

CICLO DE KREBS OU CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO OU CICLO DOS TRICARBOXÍLICOS Temos então o seguinte saldo: • 3 moléculas de CO 2 (uma molécula foi formada na conversão do Piruvato à Acetil-Co. A, e outras duas das etapas 3 e 4, de descarboxilação oxidativa do ciclo de Krebs. Além do CO 2 formado na conversão do Piruvato, para cada Acetil-Co. A que entra na célula, são mais 2 CO 2 formados. ) • 1 molécula de FADH 2. • 4 moléculas de NADH (três formadas no Ciclo de Krebs e uma formada a partir do complexo piruvato desidrogenase – na formação do Acetil-Co. A). • 1 molécula de ATP (na forma de GTP).

CICLO DE KREBS OU CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO OU CICLO DOS TRICARBOXÍLICOS O resultado do ciclo de Krebs é portanto: • Acetil-Co. A + oxaloacetato + 3 NAD+ + GDP + Pi +FAD oxaloacetato + 2 CO 2 + FADH 2 + 3 NADH + 3 H+ + GTP. • LEMBRETE: • Inicialmente tínhamos 2 piruvatos, quando advindo da via glicolítica, logo teremos este processo em dobro. Envolvendo o processo de transição teremos : 6 CO 2 + 2 FADH 2 + 8 NADH + 2 ATPs.

REGULAÇÃO • Piruvato desidrogenase – Inibida pelos próprios produtos: acetil-Co. A e NADH, estimulada pelo íon cálcio. • Citrato sintase – Inibida pelo citrato, NADH e succinil-Co. A. • Isocitrato desidrogenase e a-cetoglutarato desidrogenase – Inibidas por NADH e succinil-Co. A e estimuladas por íon cálcio. A isocitrato desidrogenase é também inibida por ATP.

Ciclo de Krebs PRODUTOS FORMADOS NO CICLO DE KREBS POR CADA ÁCIDO PIRÚVICO NADH 2 1 FADH 2 3 1 ATP COMO SÃO 2 MOLÉCULAS DE ÁCIDO PIRÚVICO, O RESULTADO FINAL É: 6 NADH 2 2 FADH 2 2 ATP

Citrato-sintase Aconitase Isocitrato-desidrogenase Complexo da desidrogenase L-malato-desidrogenase Fumarase Succionato-desidrogenase Tioquinase-succínica

LEMBRETE • Todo processo enzimático ocorre em busca de geração de energia, captação de elétrons e equilíbrio. • O ciclo de Krebs é intermediador de vários ciclos promovendo a liberação de elétrons para a cadeia respiratória.