Ciclo de Krebs

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Ciclo do Ácido Cítrico
BIOQUÍMICA
Bioquímica
Vias catabólicas são convergentes enquanto as anabólicas são divergentes
Respiração celular
• Glicólise = 1º estágio de oxidação da glicose
• Piruvato  CO2 e H2O = RESPIRAÇÃO CELULAR/ catabolismo
aeróbico
• Respiração celular: processos moleculares que envolvem o
consumo de O2 e formação de CO2 pelas células
Bioquímica
Respiração celular
Apresenta 3 estágios:
1º) Moléculas de combustíveis: glicose, ácidos graxos, aminoácidos são
oxidados acetil do acetil-coenzima A (Acetil-Coa)
2º) Grupo acetil  Ciclo do ácido cítrico = oxidado até CO2; energia
liberada é conservada na forma de NADH e FADH2
3º) NADH e FADH2 são oxidadas, formando prótons (H+) e elétrons
• Elétrons = conduzidos ao longo de uma cadeia de moléculas
transportadoras de elétrons – chamada cadeia respiratória – até
o O2  redução e formação de H2O
• Durante o processo de transferência de elétrons = grande
quantidade de energia é liberada e conservada na forma de ATP
= PROCESSO DE FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA
Bioquímica
Respiração celular
Bioquímica
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO (ou Ciclo do Ácido Tricarboxilíco
(TCA) ou Ciclo de Krebs)
•Via catabólica cíclica de oxidação total da glicose a CO2 e H2O,
acompanhada de grande produção/liberação de ENERGIA (ATP);
•Oxidação do Acetil CoA a CO2 e H20;
•Rota cíclica: consumo e produção de uma molécula de
oxalacetato por ciclo
•Exclusivamente aeróbico ocorrendo na matriz mitocondrial
Bioquímica
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO (ou Ciclo do Ácido Tricarboxilíco
(TCA) ou Ciclo de Krebs)
Bioquímica
Produção de acetato
Organismos aeróbicos:
• Glicose, Ácidos graxos e alguns Aas CO2 e H2O pelo ciclo do
ácido cítrico
• Para que possam entrar no ciclo do ácido cítrico = devem ser
degradados até o grupo acetil do Acetil-Coa
Bioquímica
Produção de acetil
• Glicólise: glicose piruvato
• Piruvato: oxidado a acetil-CoA e CO2
• Reação de descarboxilação oxidativa; irreversível
• Catálise pelo complexo enzimático: piruvato desidrogenase
Bioquímica
Cadeia respiratória
Complexo enzimático PIRUVATO DESIDROGENASE
3 enzimas:
• Piruvato desidrogenase (E1)
• Diidrolipoil transacetilase (E2)
• Diidrolipoil desidrogenase (E3)
5 Coenzimas
• Tiamina pirofosfato (TPP)
• Flavina adenina dinucleotídeo (FAD)
• Coenzima A (CoA)
• Nicotinamina adenina dinucleotídeo (NAD)
• Lipoato
Bioquímica
Complexo enzimático PIRUVATO DESIDROGENASE
Bioquímica
Ciclo do ácido cítrico
Via cíclica – 8 etapas
1) Formação de citrato a partir do grupo acetil e do oxalacetato
2) Citrato isocitrato
3) Isocitrato α-cetoglutarato + CO2
4) α-cetoglutarato succinato + CO2
5) Oxidação do α-cetoglutarato a succinil-CoA e CO2
6) Oxidação do succinato a fumarato
7) Hidratação do fumarato para produzir malato
8) Oxidação do malato a oxalacetato
Bioquímica
Ciclo do ácido cítrico
A cada volta no ciclo:
• Entra um grupo acetil (2C)
• Saem duas moléculas de CO2
• Uma molécula de oxalacetato é empregada = regenerada
• Não ocorre remoção final de oxalacetato
– Uma molécula de oxalacetato pode participar da oxidação de várias
moléculas de grupos acetil
• 4 reações do ciclo são oxidações = energia é conservada na
formação de coenzimas no estado reduzido (NADH e FADH2)
Bioquímica
Bioquímica
Ciclo do ácido cítrico
Reação 1: Formação do citrato
• Condensação do acetil-CoA com o oxalacetato
• Enzima: citrato sintase
• Reação altamente exergônica (importante pois
concentração de oxalacetato na célula é baixa)
• CoA liberada = reciclada
Ciclo do ácido cítrico
Reação 2: Formação do isocitrato via cis-aconitato
• Transformação reversível do citrato em isocitrato, por meio da
formação intermediária do cis-aconitato
• Enzima: aconitase
• Reação de isomerização
Bioquímica
Ciclo do ácido cítrico
Reação 3: Oxidação do citrato à α-cetoglutarato e CO2
• Enzima: isocitrato desidrogenase = catalisa a descarboxilação
oxidativa do isocitrato = liberação do 1º CO2
• Coenzima: NAD+ ou NADP+ (formação do primeiro NADH)
Bioquímica
Ciclo do ácido cítrico
Reação 4: Oxidação do α-cetoglutarato a succinil-CoA e CO2
• Descarboxilação oxidativa pelo complexo da desidrogenase do α-
cetoglutarato (3 enzimas, 5 coenzimas) = liberação do 2º CO2
• NAD+ = aceptor de elétrons = formação do 2º NADH
• CoA = carreador do grupo succinil
Bioquímica
Ciclo do ácido cítrico
Reação 5: Conversão do succinil-CoA em succinato
• Energia liberada da reação de quebra da ligação tioéster = conservada na
síntese de GTP ou ATP
• Enzima: Succinil-CoA sintetase: suas isoformas – específica para GDP ou ADP
• GTP pode ser convertido em ATP pela enzima nucleosídeo difosfato cinase:
GTP + ADP  GDP + ATP
Bioquímica
Ciclo do ácido cítrico
Reação 6: Oxidação do succinato a fumarato
• Enzima: succinato desidrogenase (ligada à membrana mitocondrial interna)
• FAD = aceptor de elétrons
Bioquímica
Ciclo do ácido cítrico
Reação 7: Hidratação do fumarato para produzir malato
• Reação de hidratação
• Enzima fumarase = bastante estereoespecífica
Bioquímica
Ciclo do ácido cítrico
Reação 8: Oxidação do malato a oxalacetato
• Reação tende a favorecer a produção de malato
• Remoção contínua de oxalacetato na condensação exergônica com acetil-
CoA mantém o sentido da reação na formação de oxalacetato (baixa
concentração do produto – reação distante do equilíbrio)
Bioquímica
Uma volta completa do ciclo...
A oxidação de 1 Acetil-CoA forma:
• 1 GTP (ATP)
• 3 NADH 
• 1 FADH2 
• 2 CO2
• 1 CoA
*Produção de oxalacetato = zero 
(uma molécula é utilizada e outra é 
regenerada)
Bioquímica
Ciclo de Krebs
• A reação resultante do Ciclo de Krebs é:
• Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi 3 NADH + FADH2 + GTP + CoA + 2 CO2
• Geração de apenas 1 ATP
• Contudo = NADH e FADH2 = utilizados na cadeia respiratória
• NADH = 2,5 moles de ATP/mol
• FADH2 = 1,5 moles de ATP/mol
• Oxidação de 1 glicose  30 – 32 ATPs
Bioquímica
Ciclo de Krebs
• Via anfibólica = serve tanto para processos anabólicos, quanto
para processos catabólicos
• Fornece precursores para muitas vias biossintéticas
• Intermediários removidos do Ciclo de Krebs para servir como
precursores biossintéticos = repostos por reações
anapleróticas
Bioquímica
Bioquímica
Regulação do ciclo de Krebs
1) Regulação da produção de acetil-CoA: complexo piruvato desidrogenase:
• Inibido por ATP, Acetil-CoA e NADH (produtos de reação catalisados pelo
complexo)
• Ativado por AMP, CoA e NAD+
2) Regulação do ciclo
• Velocidade do ciclo regulada por: disponibilidade de substratos, inibição
por acúmulo de produtos e inibição das primeiras enzimas da via
• Citrato sintase
• Isocitrato desidrogenase
• α-cetoglutarato desidrogenase
Bioquímica
Bioquímica
Regulação do Ciclo 
de Krebs