Etapas do ciclo de Krébs

Prévia do material em texto

Ciclo de Krébs
Etapa 1 – Formação do citrato 
A primeira etapa ou reação do ciclo é a condensação do acetil-CoA com oxaloacetato para formar citrato, catalisada pela citrato sintase. Nesta reação, o grupamento metil (CH3 ) do grupo acetil é ligado ao grupo carbonila do oxaloacetato, formando um intermediário instável, o citroil CoA, que permanece ligado ao sítio ativo da enzima. Esse intermediário é rapidamente hidrolisado, liberando a coenzima A e uma molécula de citrato. A hidrólise desse tioéster de alta energia torna a reação altamente exergônica. A grande variação de energia livre nesta reação é essencial para o funcionamento do ciclo, pois, como vimos anteriormente, a concentração de oxaloacetato é muito baixa. A coenzima A liberada nessa etapa é reciclada para participar de outra reação de descarboxilação oxidativa de uma molécula de piruvato.
Etapa 2 – Formação do isocitrato via cis-aconitato
 O citrato contém um álcool terciário que é muito difícil de ser oxidado, por isso essa molécula é convertida no seu isômero, isocitrato, pela enzima aconitase. Essa enzima catalisa a transformação reversível do citrato em isocitrato, que é mais fácil de ser oxidado. CEDERJ 39 AULA MÓDULO 4 14 A reação envolve sucessiva desidratação e hidratação, através da formação de um intermediário, o cis-aconitato, que normalmente não se dissocia do sítio ativo da enzima. Essa reação é impulsionada no sentido de formação do isocitrato, pois essa molécula é constantemente consumida na etapa seguinte do ciclo.
Etapa 3 – Oxidação do isocitrato a α-cetoglutarato e CO2 
Nesta etapa, a isocitrato desidrogenase catalisa a descarboxilação oxidativa do isocitrato para formar α-cetoglutarato. Existem duas diferenças entre a piruvato desidrogenase e a isocitrato desidrogenase: a primeira requer NAD como aceptor de elétrons e a segunda pode utilizar tanto NAD como NADP; a piruvato desidrogenase, dependente de NAD, ocorre somente na matriz mitocondrial, enquanto a isocitrato desidrogenase ocorre na matriz e no citosol. Na matriz ela atende ao Ciclo de Krebs e no citosol ela é importante para regenerar a molécula de NADPH, que é essencial para as reações redutivas anabólicas.
Etapa 4 – Oxidação do α-cetoglutarato a succinil-CoA e CO2
 Nesta etapa, ocorre uma outra descarboxilação oxidativa, na qual o α-cetoglutarato é convertido em succnil CoA e CO2 , pela ação do complexo α-cetoglutarato desidrogenase. Nessa reação o NAD serve como aceptor de elétrons e a coenzima A como um carreador do grupo succinil. A energia de oxidação do α-cetoglutarato é conservada na formação do tioéster da molécula de succinil-CoA.
Etapa 5 – Conversão do succnil-CoA a succinato – fosforilação em nível de substrato 
A molécula de succinil-CoA tem uma ligação tioéster semelhante à da molécula de acetil-CoA, ou seja, uma ligação com uma forte energia livre padrão de hidrólise (ΔGo = -36kJ/mol) . A energia liberada na quebra desta ligação é utilizada para a síntese de uma ligação fosfoanidrido de uma molécula de ATP ou de GTP (guanosino trifosfato), liberando ainda 2,9 kJ/mol. O succinato é formado nesse processo. A enzima que catalisa essa reação é a succinil CoA sintetase. A formação de ATP ou de GTP à custa da energia liberada na descarboxilação oxidativa do α-cetoglutarato é uma fosforilação em nível de substrato, semelhante às reações de síntese de ATP que você viu na via glicolítica. O GTP formado nessa reação perde seu grupamento fosforil terminal para uma molécula de ADP, formando uma molécula de ATP.
Etapa 6 – Oxidação do succinato a fumarato – desidrogenação fl avino-dependente
 O succinato é oxidado em fumarato pela fl avoproteína succinato desidrogenase (Figura 14.13). Em eucarióticos, a succinato desidrogenase está fortemente associada à membrana interna mitocondrial. Em procarióticos, está associada à membrana plasmática. Ela é a única enzima do Ciclo de Krebs associada à membrana. Ela possui uma flavino adenino dinucleotídeo (FAD) ligada covalentemente. Os elétrons passam do succinato através do FAD por centros ferro-enxofre (Fe – S) antes de entrar na cadeia de transporte de elétrons.
Etapa 7 – Hidratação do fumarato a malato
 A hidratação do fumarato que resulta em malato é catalisada pela enzima fumarase.
Etapa 8 – Regeneração do oxaloacetato
 Na última reação do ciclo, a enzima malato desidrogenase, ligada ao NAD, catalisa a oxidação do malato em oxaloacetato. O equilíbrio dessa reação fi ca muito longe das condições de equilíbrio termodinâmico, mas como nas células intactas o oxaloacetato é constantemente removido, pela reação seguinte, catalisada pela citrato sintase e altamente exergônica (etapa 1), as concentrações de oxaloacetato permanecem muito baixas, impulsionando a reação catalisada pela malato desidrogenase no sentido de formação do oxaloacetato.
Bibliografia:
Da Poian, Andrea Thompson. Bioquímica II. v. 2 / Andrea Thompson Da Poian. -- 2.ed. – Rio de Janeiro : Fundação CECIERJ, 2007.