Ciclo do ácido tricarboxílico - resumo de aula

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Ciclo dos ácidos tricarboxílicos (Krebs) e 
cadeia respiratória 
METABOLISMO AERÓBIO (mais rentável em termos de energia) 
- Quando o músculo não está em uma atividade tão intensa e realiza o metabolismo 
aeróbio, que é uma proporcional quantidade de oxigênio à demanda de energia que a 
célula muscular necessita. 
O metabolismo aeróbio acontece na MITOCÔNDRIA (usina de força da célula) 
- A mitocôndria possui duas camadas lipídicas 
- Parte externa: 
 Citosol 
- Membrana externa: 
Está em contato com o citosol → membrana típica - maior porcentagem 
de lipídios e porcentagem menor de proteínas e carboidratos. 
Pouco seletiva: seleciona pouco o que entra e sai da mitocôndria 
- Espaço intermembranar 
- Membrana interna: 
Cria cristas/vilosidades mitocondriais para aumentar a superfície de 
contato/ação → muito seletiva – principal controle de entrada e saída de 
substancias da mitocôndria 
 - Membrana atípica: 
 75% de proteínas e 25% de lipídios 
 Enzimas responsáveis pela síntese de ATP. 
- Matriz mitocondrial: 
 preenchimento da mitocôndria 
 
Como saber se a mitocôndria está funcionando: 
- Consumo de O2 (aeróbio); 
- Produz CO2; 
- Síntese de ATP; 
- Bombeia íons H+ da matriz mitocondrial para o espaço intermembranar, e se aumentar 
a concentração do espaço intermembranar, pode-se verificar íons H+ na parte externa 
da membrana: 
O espaço intermembranar é mais ácido do que a matriz mitocondrial (pH mais 
elevado); 
ΔpH – diferença de pH (espaço intermembranar com carga positiva e 
proporcionalmente, na matriz mitocondrial, carga negativa); 
ΔΨ – potencial. 
Membrana semipermeável dissolve com o tempo, igualando as concentrações de ambos 
os lados, através da difusão, que é um processo espontâneo que equilibra essas duas 
concentrações. 
 
A CTE é ativada pelo recebimento de O2 e joga H+ para fora da mitocôndria: 
Em suma, se a mitocôndria não tem O2, ela não ativa a cadeia de transporte de 
e-, não há diferença de H+ fora e dentro, não tendo tendencia do H+ voltar, 
impedindo o piruvato de entrar na mitocôndria, realizando assim a 
transformação de piruvato em lactato pela fermentação do metabolismo 
anaeróbio. 
Disponibilidade de O2 ativa a CTE, com diferença de H+ fora e dentro, portanto 
há tendencia do H+ de entrar na mitocôndria. Se o H+ retornar à mitocôndria 
pelo sistema simporte, ele DEVE trazer consigo uma molécula de piruvato da via 
glicolítica → essa é a forma de colocar piruvato dentro da mitocôndria pelo 
metabolismo aeróbio. 
Sistema Simporte - transporta 2 substancias através de uma membrana no 
mesmo sentido → H+ + piruvato entram na mitocôndria. 
 
Conversão do piruvato em acetil-CoA (ponto de convergência do catabolismo e 
divergência do anabolismo) → porta de entrada do ciclo de Krebs: 
1 – Piruvato (3C) dentro da mitocôndria: 
- Um grupo carboxila é retirado do piruvato e liberado na forma de uma molécula 
de dióxido de carbono, deixando uma molécula com dois carbonos para trás. 
- Liberação de CO2: piruvato tem 3 carbonos e o acetil tem 2, o terceiro carbono 
foi liberado em forma de CO2 logo na primeira reação pela enzima Piruvato 
desidrogenase; 
2 - A molécula com dois carbonos da etapa 1 é oxidada e os elétrons perdidos na 
oxidação são capturados pelo NAD+ para formar o NADH; 
3 - A molécula com dois carbonos oxidada—um grupo acetil, destacado em verde— une-
se à Coenzima A (CoA), uma molécula orgânica derivada da vitamina B5, para formar 
acetil CoA. Acetil CoA é às vezes chamado de molécula carreadora e seu trabalho aqui é 
carregar o grupo acetil para o ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs). 
 -Cofatores: 
* Mg2+ é um dos cofatores (sais minerais ou moléculas orgânicas vindas 
da dieta e funcionam como coenzimas ou auxiliares das funções 
enzimáticas): 
RDA = 350mg 
Ex: cacau, espinafre, amêndoas, leite de coco, semente de chia, 
nozes, tamarindo, acelga, castanhas, semente de abobora, folhas 
de beterraba, abacate, quiabo, caracol marinho, ostra, feijão 
preto. 
 * TPP – derivado da Vitamina B1 
 Recomendação diária (RDA): = 1,5mg (humano de 70kg) 
Ex: ervilhas, semente de sésamo, feijão branco e preto, tomate, 
espinafre, cogumelo, abóbora, alcachofra, couve de Bruxelas. 
 * Ácido lipoico (defesa imunológica mais eficiente): 
 RDA = 1,5mg 
 Ex: produtos de origem vegetal (ervilha, brócolis...) 
 * Ácido pantotênico – Vitamina B5 
RDA = 5mg 
Ex: cogumelo, brócolis, abacate, ovos, fígado, aves, tomate seco, 
salmão 
 * Ferro (Fe2+/3+): 
 RDA = 10mg 
Ex: Soja, aveia, uva passa, pães de grão, couve, ovos, frutos doo 
mar, carne vermelha, frango e peru. 
 * NAD+ - Vitamina B3 
 
 
 
 
 
Ciclo de Krebs: 
 
 
 
Piruvato Acetil CoA 
 (C3) 
 
1ª Reação – Condensação: 
 - oxaloacetato (4C) + acetil CoA (2C) 
- Molécula de 4C com uma de 2C, formando uma molécula de 6C → Citrato 
- ENZIMA: CITRATO SINTASE 
2ª reação – Mudança na estrutura/disposição dos carbonos do citrato: 
 - Citrato (6C) → Isocitrato (6C) ----------------> desidratação (citrato perde H2O); 
 - ENZIMA: ACONITASE 
3ª reação: 
 - Isocitrato (6C) → α-cetoglutarato (5C); 
- O isocitrato perde um hidrogênio com o auxílio do NAD, que se transforma em 
NADH: 
 - NAD+/NADH – desidrogenase 
 - O carbono foi liberado em forma de CO2 → Segunda liberação de CO2 
 
 
 
α-cetoglutarato Isocitrato 
 
 
 - ENZIMA: ISOCITRATO DESIDROGENASE 
 
NAD+ NADH 
CO2 
Primeiro indício de 
liberação de CO2 
SE A REAÇÃO APRESENTA NAD+/NADH É 
UMA DESIDROGENASE 
NAD+ NADH 
CO2 
Piruvato desidrogenase 
Isocitrato desidrogenase 
 
 
4ª Reação: 
 - α-cetoglutarato (5C) →Succinil-CoA (4C); 
- O α-cetoglutarato perde um hidrogênio com o auxílio do NAD que é 
transformado em NADH: 
 - NAD+/NADH - desidrogenase 
 - O carbono foi liberado em forma de CO2 → Terceira liberação de CO2 
 
 
 
 α-cetoglutarato succinil-CoA 
 
 - ENZIMA: α-CETOGLUTARATO DESIDROGENASE 
 
5ª reação (o objetivo a partir daqui é transformar o succinil-CoA (4C) novamente em 
oxaloacetato (4C) para que o ciclo se repita): 
 - succinil-CoA (4C) → succinato (4C); 
 - GDP → GTP=ATP -----→ primeiro indício de energia; 
 - ENZIMA: SUCCINIL-COA SINTETASE 
6ª reação: 
 - succinato (4C) → Fumarato (4C); 
 - O succinato perde H2, e quem recebe é o FAD: 
 - FAD → FADH2 -------> redução 
 - ENZIMA: SUCCINATO DESIDROGENASE 
7ª reação: 
 - Fumarato (4C) → Malato (4C) ------> hidratação (adição de H2O) 
 - ENZIMA: FUMARASE 
8ª reação: 
 - Malato (4C) → Oxaloacetato (4C) ---------> FIM DO CICLO 
NAD+ NADH 
α-cetoglutarato desidrogenase 
CO2 
 - O malato perde um hidrogênio e quem recebe é o NAD+: 
 - NAD+ → NADH 
 - ENZIMA: MALATO DESIDROGENASE 
 
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA: 
CADEIA DE TRANSPORTE DE ELETRONS: 
- Sistema que a mitocôndria usa para reoxidar as coenzimas e fazer com que o 
metabolismo não acabe. 
- A produção de ATP não está genuinamente no ciclo de Krebs; 
 - Há 4 complexos: 
Complexo 1: 
 - Reoxidação de NADH em NAD+; 
 - Primeiro ponto de bombeamento de H+ para fora; 
 - O complexo 1 leva os eletrons diretamente para o 3 pela coenzima Q 
 Complexo 2: 
 - Em paralelo ao complexo 1; 
 - succinato → fumarato ---------------> reoxidação de FADH2 para FAD; 
- Leva os elétrons pra coenzima Q e para o complexo 3, ou seja, pula o 
complexo 1, que é um ponto que joga H+ pra fora 
 Complexo 3: 
 - Segundo ponto de bombeamento de H+ para fora; 
 - Quem leva os elétrons do 3 para o 4 é uma proteína chamada citocromo C 
Complexo 4: 
- Onde o O2 pega os elétrons e se transforma no produto final → H2O 
- Terceiro ponto de bombeamento de H+ para fora; 
ENZIMA ATP SINTASE: porta de entrada para cada molécula de H+ que saiu voltar e ela 
volta para dentro da matriz mitocondrial como 1ATP. Sendo assim: 
 *reoxidação de cada NADH = 3ATP 
 *reoxidação de cada FADH2 = 2ATP 
 
 
 
 
a) Quantas moléculas de ATP são produzidas na oxidação mitocondrial/aeróbiade 1 
molécula de acetil-CoA? 
 R.: 12 (3+3+1+2+3=12) 
 
isocitrato → alfa-cetoglutarato: 
Reoxidação de NADH para NAD+ → gera 3ATP; 
Alfa-cetoglutarato → succinil-CoA: 
Reoxidação de NADH para NAD+ → gera 3ATP; 
Succinil-CoA → succinato: 
GTP = ATP → gera 1 ATP 
Succinato → fumarato: 
Reoxidação de FADH2 para FAD = gera 2 ATP 
Malato → oxaloacetato: 
Reoxidação de NADH para NAD+ → 3ATP 
 
b) Quantas moléculas de ATP são produzidas na oxidação mitocondrial/aeróbia a 
partir do piruvato que entrou na mitocôndria? 
R.: 15 (piruvato reoxida o NADH em NAD+ para se transformar em acetil-CoA = 
3ATP) 
c) Qual é o rendimento total de moléculas de ATP para uma molécula de glicose que 
seguir metabolismo aeróbio/mitocondrial? 
 R.: cada molécula de glicose produz 2 piruvatos que rende 15ATP cada um 
O saldo da via glicolítica é de 2ATP + 2NADH 
O NADH entra de duas formas pelas chamadas lançadeiras: 
(1) malato-aspartato: mais eficiente – pega os 2NADH do citosol da via 
glicolítica e leva para dentro da mitocôndria sem alterar nada. 
 NESSE CASO, O RENDIMENTO É DE 15+15+6+2=38ATP 
 OU 
(2) glicerol-3-fosfato: não é tão eficiente – coloca os 2NADH para 
dentro da mitocôndria na forma de 2FADH2: 
NESSE CASO, O RENDIMENTO É DE 15+15+4+2= 36ATP