isocitrato

Piruvato

Citrato Oxalacetato

Piruvato

Matriz mitocondrial

Citosol

Ciclo Krebs

La glucolisis (glucosa - �� piruvato) se produce en el citosol

El piruvato entra a la matrizmitocondrial y allí se descarboxila a acetil-CoA

Éste se degrada por el ciclo de Krebs hasta CO 2

CICLO DE LOS CICLO DE LOS ÁÁCIDOS TRICARBOXCIDOS TRICARBOXÍÍLICOS o de LICOS o de KrebsKrebs

Enzimas delEnzimas del C. de C. de los los ÁÁ. T.:. T.:1 Citrato sintasa1 Citrato sintasa

2 2 AconitasaAconitasa

3 3 IsocitratoIsocitrato DHDH

4 a4 a--cetoglutaratocetoglutarato DHDH

5 5 SuccinilSuccinil--CoACoA sintasasintasa

6 6 SucinatoSucinato DHDH

7 7 FumarasaFumarasa

8 8 MalatoMalato DHDH

AcetilAcetil --CoACoA

oxalacetatooxalacetato citratocitrato

isocitratoisocitrato

αααααααα--cetoglutaratocetoglutarato

SuccinilSuccinil --CoACoA

sucinatosucinato

fumaratofumarato

malatomalato

Ciclo

Ciclo de Ciclo de KrebsKrebs

Es una ruta metabEs una ruta metab óólica clica c ííclica,clica,formada por 8 reacciones, formada por 8 reacciones, donde 2 C se oxidan hasta CO2 y donde 2 C se oxidan hasta CO2 y se recupera gran cantidad de se recupera gran cantidad de energenerg íía qua qu íímica: mica: GTPGTP, , NADHNADH y y FADHFADH22

1.1.-- SSííntesis del citrato: ntesis del citrato: citrato sintasacitrato sintasa

Acetil-CoAOxalacetato Citril-CoA Citrato

Citrato sintasa

La síntesis del citrato pasa por la condensación del grupo ºmetilodel acetil-CoA al C carbonilo del oxalacetato; la salida de la CoAgenera el citrato, que tiene un C (C3) pro-quiral.


El C central del citrato es proEl C central del citrato es pro--quiralquiral porque tiene dos radicales iguales, y porque tiene dos radicales iguales, y cualquier transformacicualquier transformacióón de uno de ellos, le convertirn de uno de ellos, le convertiráá en C en C quiralquiral

En la 1En la 1ªª reaccireaccióón del ciclo se van a condensar el acetilo que entra (n del ciclo se van a condensar el acetilo que entra (acetilacetil--CoACoA) con la mol) con la moléécula cula ““cebadoracebadora”” del ciclo, el del ciclo, el oxalacetatooxalacetato..

2.2.-- IsomerizaciIsomerizacióón del citrato: n del citrato: aconitasaaconitasa

La aconitasa cataliza la pérdida de una molécula de H2O y la adición de otra molécula de H2O estereo-específicamente, entre 2 C (el proquiral y el vecino, ambos corresponden a C del

oxalacetato).


Simil gráfico del centro activo de la aconitasa: la reacción es estereoespecífica. El ordenamiento espacial de los sustituyentes del C proquiral es definitorio.

CitratoCitrato CisCis --AconitatoAconitato IsocitratoIsocitrato

3.3.-- DescarboxilaciDescarboxilacióónn oxidativa del oxidativa del isocitratoisocitrato: : isocitratoisocitrato deshidrogenasadeshidrogenasa

La La descarboxilacidescarboxilacióónn oxidativa que genera un oxidativa que genera un cetoceto--áácido, que a cido, que a continuacicontinuacióón sufre otra n sufre otra descarboxilacidescarboxilacióónn oxidativa.oxidativa.

En esta parte, esta reacciEn esta parte, esta reaccióón y la siguiente, se producen los 2 CO2 que n y la siguiente, se producen los 2 CO2 que se desprenden del ciclo.se desprenden del ciclo.

DespuDespuéés el ciclo se dedica a recuperar la mols el ciclo se dedica a recuperar la moléécula cula ““cebadoracebadora””, el , el oxalacetatooxalacetato, pero en una serie de reacciones que tambi, pero en una serie de reacciones que tambiéén rinden n rinden energenergíía.a.

IsocitratoIsocitrato αααααααα--CetoglutaratoCetoglutaratoOxalosuccinato

Isocitratodeshidrogenasa

Isocitratodeshidrogenasa


4.4.-- DescarboxilaciDescarboxilacióónn oxidativa del oxidativa del αααααααα--cetoglutaratocetoglutarato::αααααααα--cetoglutaratocetoglutarato deshidrogenasadeshidrogenasa

La a-cetoglutarato deshidrogenasa es un complejo enzimático similar (estructura y función) a la piruvato deshidrogenasa

a-cetoglutaratodeshidrogenasa

αααααααα--CetoglutaratoCetoglutarato SuccinilSuccinil --CoACoA


Cofactores solublesCoA-SHNAD+

Coenzimas unidos a EE1- TPPE2- LipoamidaE3 - FAD

TPPLipoamida

FAD

Descarboxi. oxidativaTranssuccinilación

Oxidación H 2-lipoamida

E1-a-cetoglutarato deshidrogenasaE2-Lipoil-transsuccinilasaE3-Dihidrolipoamida deshidrogenasa

5.5.-- HidrHidróólisis del lisis del succinnilsuccinnil--SS--CoACoA: : succinilsuccinil--CoACoA sintasasintasa

La energía liberada en la hidrólisis del acil-tio-é ster, succinil-S-CoA, se acopla en la fosforilación del GDP; FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO

SuccinilSuccinil --CoACoA SuccinatoSuccinato

succinil-CoAsintasa


SuccinatoSuccinato FumaratoFumarato

succinato deshidrogenasa

6.6.-- OxidaciOxidacióón del succinato: n del succinato: succinatosuccinatodeshidrogenasadeshidrogenasa

La succinato deshidrogenasa es una flavoenzimasituada en la membrana interna mitocondrial, tipo complejo II de la C.T.E.M.

7.7.-- DeshidrataciDeshidratacióón del malato: n del malato: fumarasafumarasa

La fumarasa cataliza la formación del isómero trans d el malato.

FumaratoFumarato MalatoMalato

fumarasa


8.8.-- OxidaciOxidacióón del malato: n del malato: malatomalato deshidrogenasadeshidrogenasa

MalatoMalato OxalacetatoOxalacetato

malato deshidrogenasa

En el CAT: el En el CAT: el acetilacetil (2C) se oxida a 2 CO(2C) se oxida a 2 CO22

3 NADH1 FADH21 GTP

En cada En cada vuelta se vuelta se forman:forman:


que equivalen a 12 ATP

GTPGTP

Hay que tener en cuenta que los 2 C que salen como CO2, no son los C que entran al ciclo como Acetil-CoA.

BALANCE:BALANCE: Y Y sese producen coenzimas reducidas (NADH y FADH2) producen coenzimas reducidas (NADH y FADH2) que transfieren los eque transfieren los e-- a laa la C.T.E.MC.T.E.M. . acoplada a la acoplada a la fosforilacifosforilacióón den de ADP ADP para producir ATP.para producir ATP.

Ecuaciones del balance energEcuaciones del balance energéético de la oxidacitico de la oxidacióón n de una molde una moléécula de glucosa a CO2 y H2Ocula de glucosa a CO2 y H2O

(Degradación en condiciones aerobias)

glucosa + 10 NAD+ + 2FAD + 2ADP + 4Pi + 2GDP -- ----->

6CO2 + 10 NADH + 2FADH2 + 2ATP + 2GTP

glicolisis + descarboxilación oxidativa del piruvato + ciclo de Krebs:

GLICOLISIS - Glucosa ---> 2 piruvato 2 ATP 2 NADHDES. OX. - 2 pir ---> 2 acetil-CoA+2CO2 2 NADHC.A.T. - 2 acetil-CoA ---> 4 CO2 2 GTP 6 NADH 2FADH2

- 1 NADH en la mitocondia produce 3 ATP 30 ATP

-1 FADH2 en la “ “ 2 ATP 4 ATP

En resumen 4 ATP +30 ATP + 4 ATP = 38 ATP

glucosa + 6 O2 + 38 ADP + 38 Pi --------------------> 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP


REGULACIREGULACIÓÓNN del del ciclo de los ciclo de los áácidoscidosTricarboxTricarboxíílicoslicos

El ciclo esta El ciclo esta controlado por la controlado por la carga energcarga energéética tica celular:celular:

••NADH, ATP inhibenNADH, ATP inhiben••ADP, AMP activanADP, AMP activan


Otras funciones Otras funciones del CAT: del CAT: carcaráácter cter

ANFIBANFIBÓÓLICOLICO

Algunos Algunos intermediarios del intermediarios del C.A.TC.A.T. se utilizan con . se utilizan con fines anabfines anab óólicos:licos:

AminoAmino áácidos, cidos, glucosaglucosaLLíípidospidosGrupo Grupo hemohemo

yyAlgunos nutrientes Algunos nutrientes proporcionan proporcionan metabolitos metabolitos intermediarios que intermediarios que alimentanalimentan al CATal CAT


Oxalacetato4C

Malato4C

Isocitrato6C

Succinato4C

Fumarato4C

Citrato6C

Glucosa Acetato

Ácidos grasosAcetil-CoA

Acetil-CoA2C

Ciclo ácido cítricoPasos del 3 al 5

cortados

Glioxilato2C

Isocitratoliasa

Malatosintasa

Malatodeshidrogenasa

Aconitasa

Citratosintasa

Otras funciones del CAT:Otras funciones del CAT:Su relaciSu relaci óón con el CICLO DEL GLIOXILATOn con el CICLO DEL GLIOXILATO

En la germinación de semillas tiene una gran importancia, el acetil-CoA procedente de los Ac grasos se puede convertir en glucosa u otras moléculas

Entran dos Acetil-CoAen el ciclo y se produce un succinato(no sale CO2), además se mantiene la conexión con el CAT.

Dos enzimas:Dos enzimas:IsocitratoIsocitrato liasaliasaMalatoMalato sintasa

isocitrato

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