Etapas do Ciclo do Ácido Cítrico

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➊ Formação do citrato. A primeira reação do ciclo é a condensação de
acetil-CoA e oxaloacetato para a formação do citrato, catalisada pela
citrato-sintase.
➋ Formação de isocitrato via cis-aconitato. A enzima aconitase (mais
formalmente, aconitato-hidratase) catalisa a transformação reversível do
citrato a isocitrato, pela formação intermediária do ácido tricarboxílico cis-
aconitato, o qual normalmente não se dissocia do sítio ativo. A aconitase
pode promover a adição reversível de H2O à ligacão dupla do cis-aconitato
ligado à enzima de duas maneiras diferentes, uma levando a citrato e a outra
a isocitrato.
➌ Oxidação do isocitrato a a-cetoglutarato e CO2. Na próxima etapa, a
isocitrato-desidrogenase catalisa a descarboxilação oxidativa do citrato
para formar a-cetoglutarato. O Mn21 presente no sítio ativo interage com o
grupo carbonil do oxalosuccinato intermediário, que é formado
transitoriamente, mas só deixa o sítio ativo quando a descarboxilação o
converte em a-cetoglutarato. O Mn21 também estabiliza o enol formado
transitoriamente por descarboxilação. Em todas as células, existem duas
formas diferentes de isocitrato-desidrogenase, uma que exige NAD1 como
aceptor de elétrons e outra que exige NADP1 . As reações gerais são, em
outros aspectos, idênticas. Em células eucarióticas, a enzima dependente de
NAD encontra-se na matriz mitocondrial e participa do ciclo do ácido cítrico.
A principal função da enzima dependente de NADP, encontrada na matriz
mitocondrial e no citosol, possivelmente seja a produção de NADPH, essencial
para as reações redutoras anabólicas.
➍ Oxidação do a-cetoglutarato a succinil-CoA e CO2. A etapa seguinte é
outra descarboxilação oxidativa, na qual o a- -cetoglutarato é convertido a
succinil-CoA e CO2 pela ação do complexo da a-cetoglutarato-
desidrogenase; NAD1 é o aceptor de elétrons e CoA é o transportador do
grupo succinil. A energia da oxidação do a-cetoglutarato é conservada pela
formação da ligação tioéster da succinil-CoA.
Bioquímica
Ciclo do Ácido Cítrico
Ref: NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de
bioquímica de Lehninger. Artmed Editora, 2022.
Resumo - Etapas do Ciclo do Ácido Cítrico
➎ Conversão de succinil-CoA a succinato. A succinil-CoA, como a acetil-
CoA, tem uma ligação tioéster com uma energia livre padrão de hidrólise
grande e negativa (DG9 o < 236 kJ/mol). Na próxima etapa do ciclo do ácido
cítrico, a energia liberada pelo rompimento dessa ligação é utilizada para
impelir a síntese de uma ligação fosfoanidrido no GTP ou ATP, com um DG9 o
de apenas 22,9 kJ/mol. O succinato é formado neste processo.
➏ Oxidação do succinato a fumarato. O succinato formado a partir da
succinil-CoA é oxidado a fumarato pela flavoproteína succinato-
desidrogenase.
➐ Hidratação do fumarato a malato. A hidratação reversível do fumarato a L-
malato é catalisada pela fumarase (formalmente, fumarato-hidratase). O
estado de transição dessa reação é um carbânion.
➑ Oxidação do malato a oxaloacetato. Na última reação do ciclo do ácido
cítrico, a L-malato-desidrogenase ligada ao NAD catalisa a oxidação de L-
malato a oxaloacetato.
Bioquímica
Ref: NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de
bioquímica de Lehninger. Artmed Editora, 2022.