DESTINOS DO PIRUVATO E CICLO DE KREBS - Bioquímica

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Destinos do piruvato e ciclo de Krebs 1
Destinos do piruvato e ciclo de 
Krebs
RESUMO BASEADO NOS OBJETIVOS DE ESTUDO DO LIVRO BIOQUÍMICA 
BÁSICA MARZZOCO
Na reação de formação de Acetil-CoA a partir de piruvato, indicar: as 5 
coenzimas necessárias; as vitaminas envolvidas; a localização
5 coenzimas necessárias: tiamina pirofosfato (TPP), ácido lipoico, Coenzima 
A, FAD, NAD+ 
Vitaminas envolvidas: 
Vitamina B1 (de quem deriva o TPP)
Vitamina B5 (de quem deriva coenzima A)
Vitamina B2 (de quem deriva FAD)
Vitamina B3 (de quem deriva NAD+)
Localização: a enzima está na mitocôndria
Na reação catalisada pela piruvato carboxilase: esquematizar a reação, 
indicar seu efetuador alostérico, descrever a relação desta enzima com a 
regulação do ciclo de Krebs
Piruvato + CO2 + ATP + H2O —> oxalacetato + ADP + Pi + 2H+
Efetuador alostérico: Acetil-CoA
Essa enzima é importante para regulação do ciclo de Krebs, pois este 
possui Acetil-CoA e oxalacetato como substratos iniciais; assim, 
considerando que, preferencialmente, ocorrerá a conversão de piruvato a 
Acetil-CoA (que é uma das moléculas necessárias ao ciclo de Krebs), 
quando este estiver em excesso vai regular positivamente a enzima piruvato 
carboxilase a produzir oxalacetato (também importante para o ciclo de 
Krebs) a partir do piruvato; ou seja, a regulação dessa enzima é importante 
para que haja ambos os substratos do ciclo de Krebs
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A ativação da piruvato carboxilase aumenta a velocidade do ciclo de 
Krebs, já que, teoricamente com apenas uma molécula de oxalacetato, 
pode-se oxidar qualquer quantidade de Acetil-CoA (pois oxalacetato é 
regenerado no final do ciclo). Entretanto, eu só poderia oxidar novas 
moléculas de Acetil-CoA ao término do ciclo anterior; dessa forma, 
Acetil-CoA regula positivamente a enzima priuvato carboxilase, 
ativando-a, fazendo com que haja maior produção de oxalacetato a 
partir do piruvato, e assim, aumento da velocidade do ciclo de Krebs (já 
que tanto oxalacetato quanto Acetil-CoA são os substratos iniciais do 
ciclo)
Indicar a localização celular do ciclo de Krebs
O ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial
Na oxidação de Acetil CoA no ciclo de Krebs, indicar as enzimas que 
catalisam reações onde há produção ou consumo de CO2, GTP ou ATP, 
NADH, FADH2, H2O
Via de regra, serão desidrogenases, mas:
Acetil-CoA perde CoA e água quando se juntar ao oxalacetato
Isocitrato + NAD+ —> alfa-cetoglutarato + NADH + H+ + CO2 (isocitrato 
desidrogenase)
Alfa-cetoglutarato + NAD+ + coenzima A —> succinil-CoA + NADH + H+ + 
CO2 (alfa-cetoglutarato desidrogenase)
Succinil-CoA + NDP + Pi —> succinato + NTP + coenzima A (succinil-CoA 
sintetase) 
Succinato + FAD —> fumarato + FADH2 (fumarato desidrogenase)
Malato + NAD+ —> oxalacetato + NADH + H+ (malato desidrogenase)
Quais vitaminas participam do ciclo de Krebs?
FAD vitamina B2
NAD+ vitamina B3
Indicar o composto rico em energia intermediário do ciclo de Krebs e a 
reação que o produz
Composto rico em energia: Succinil-CoA (lembrar que ligação tioéster é 
ligação rica em energia)
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Succinil-CoA + NDP + Pi —> succinato + NTP + coenzima A (succinil-CoA 
sintetase) 
Citar os compostos que devem ser fornecidos ao ciclo de Krebs para: 
iniciá-lo (até repor o oxalacetato usado na primeira reação) e mantê-lo em 
funcionamento
Iniciar: 
Coenzimas oxidadas: NAD+ e FAD
Substratos: Acetil-CoA e oxaloacetato
Substratos para produção de energia: ADP e Pi
Água (acho que para piruvato carboxilase)
Manter: 
Coenzimas oxidadas: NAD+ e FAD
Substrato: Acetil-CoA
Substratos para produzir energia: ADPouGDP + Pi
Água
Na reação catalisada pela aconitase indicar o composto predominante no 
equilíbrio
Na reação catalisada pela aconitase o composto predominante é citrato, já 
que essa enzima favorece o acúmulo de citrato; dessa forma, a alfa-
cetoglutarato é importante: por ser a enzima de uma reação irreversível, ela 
mantém níveis baixos de alfa-cetogluratato e, indiretamente, de isocitrato, 
favorecendo a conversão de citrato em isocitrato (indo contra o sentido de 
reação favorecido pela aconitase); isso garante que não vai haver acúmulo 
de citrato na mitocôndria enquanto a oxidação do isocitrato estiver 
acontecendo
Descrever a regulação da citrato sintase, da isocitrato desidrogenase e do 
complexo alfa-cetoglutarato desidrogenase
Então temos 3 importantes sítios de regulação do ciclo de Krebs: citrato 
sintase, isocitrato desidrogenase (o mais importante) e complexo alfa-
cetoglutarato desidrogenase
Citrato sintase: depende da concentração de seus substratos (acetil-CoA e 
oxalacetato), no caso temos pouco oxalacetato nas mitocôndrias, então 
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para sua produção, depende da ativação positiva da piruvato carboxilase 
pelo excesso de Acetil-CoA (efetor alostérico positivo) = mais oxalacetato, 
atividade máxima da citrato sintase
Isocitrato desidrogenase: o normal da aconitase é favorecer a formação de 
citrato (acúmulo de 10:1); então isocitrato desidrogenase é importante para 
ocorrer a reação do sentido de formação do isocitrato: isocitrato 
desidrogenase é regulada positivamente por ADP (indicando que precisa 
formar ATP), então estimula converter isocitrato em alfa-cetoglutarato 
(estimulando indiretamente converter citrato em isocitrato); e também é 
regulada negativamente por NADH, indicando que pode reduzir a síntese de 
alfa cetoglutarato, não consumindo isocitrato, não havendo a necessidade 
de sua formação = a aconitase vai determinar acúmulo de citrato, que sai da 
mitocôndria e vai para citoplasma: lembrar que citrato (assim como ATP) era 
efetor alostérico negativo da PFK-1, vai diminuir a glicólise
Alfa cetoglutarato desidrogenase: efetor alostérico negativo: ATP, NADH, 
succinil-CoA
Listas as funções do ciclo de Krebs
Oxidar o esqueleto carbônico a água e gás carbônico
Produzir coenzimas reduzidas (que serão direcionadas a cadeia de 
transporte de elétrons para produção de ATP) 
Regenerar o oxalacetato para continuidade do ciclo de Krebs
Produzir ATP
Os compostos intermediários do ciclo de Krebs servem como precursores 
de outras vias biossintéticas, por exemplo, oxalacetato é usado para 
gliconeogênese
Mas também vale lembrar que temos as reações anapleróticas: 
produção dos intermediários do ciclo de Krebs a partir de outros 
compostos (como a própria produção de oxalacetato a partir do 
piruvato, ou produção de intermediários a partir dos aminoácidos)