Ciclo de Krebs

Prévia do material em texto

Ciclo de Krebs e 
Interações Metabólicas
Citosol
Citoplasma
Glicólise
Ciclo de 
Krebs
Ciclo de KrebsCiclo de Krebs
• Ciclo do Ácido Cítrico ou ciclo do Ácido Tricarboxílico
• Hans Krebs pesquisador que desvendou as reações do ciclo
• O Ciclo de Krebs ocorre na MATRIZ MITOCONDRIAL.
• Composto de 8 reações oxidativas que só ocorrem em condições
AERÓBICAS.
• No Ciclo de Krebs, o piruvato proveniente da degradação da glicólise é
degradado até CO2.
• Em cada volta do ciclo são produzidos, para cada molécula de acetil-CoA:
• Apenas 1 ATP
• 3 NADH e 1 FADH2
• 2 moléculas de CO2 – liberadas para o meio
• NADH e FADH2 seguem para síntese de ATP na Cadeia Transportadora de
Elétrons e Fosforilação Oxidativa
Complexo da Piruvato 
Desidrogenase
Transformação do Piruvato em Acetil-CoA
• Piruvato é translocado a partir do citosol para a mitocôndria: Transportador
PIRUVATO TRANSLOCASE.
• Antes de entrar no Ciclo de Krebs, o piruvato é descarboxilado para formar
ACETIL-CoA.
• Enzimas que convertem piruvato a acetil-CoA: Complexo Piruvato Desidrogenase:
complexo formado por 3 enzimas e 5 coenzimas (grupos prostéticos): TPP (tiamina
pirofosfato), NAD+, FAD, Coenzima A e Lipoato.
• Na conversão do piruvato a Acetil-CoA são formadas: 2 CO2 e 2 NADH
NADH
CO2
2
2 2
2
Complexo da Piruvato Desidrogenase
Composta por 3 enzimas unidas:
• Piruvato desidrogenase (E1) – necessita da coenzima Tiamina
Pirofosfato (TPP) – derivada da vitamina tiamina
• Diidrolipoamida acetiltransferase (E2) – necessita das coenzimas
Lipoato e Coenzima A – derivadas das vitaminas ácido lipóico e
pantotenato, respectivamente.
• Diidrolipoamida desidrogenase (E3) – necessita das coenzimas FAD
e NAD+ - derivadas das vitaminas riboflavina e niacina,
respectivamente
COENZIMA A
Passo 1 – Formação do Citrato
• Reação de Condensação: oxaloacetato + acetil-CoA = citrato
• Enzima: citrato sintase
• Coenzima: coenzima A
Passo 2- Isocitrato
• Conversão do citrato a isocitrato
• Enzima: aconitase
Passo 3 - αααα-Cetoglutarato
• Reação de Descarboxilação do isocitrato a α -cetoglutarato
• Enzima: isocitrato desidrogenase
• Ocorre a descarboxilação oxidativa do isocitrato com
redução de um NAD+ a NADH + H+ e liberação de CO2
Passo 4 - Succinil -CoA
• Segunda descarboxilação:
• Enzima: Complexo α-cetoglutarato desidrogenase
• Esta enzima é virtualmente idêntica ao complexo da piruvato
desidrogenase
• Emprega 5 coenzimas - TPP, coenzima A, lipoato, NAD+, FAD
• Redução de NAD+ →NADH + H+
• Liberação de CO2
Passo 5 - Succinato
• Conversão do succinil-CoA a succinato
• Enzima succinil-CoA sintetase
• A hidrólise do succinil-CoA libera energia para síntese
de GTP (análogo ao ATP)
Passo 6 - Fumarato
• Oxidação do succinato a fumarato
• FAD está ligado a esta enzima
• Os elétrons retirados do succinato reduzem o FAD→FADH2
Passo 7 - Malato
• Hidratação do fumarato a malato
• Catalisada pela fumarase (fumarato hidrolase)
Passo 8 - Oxaloacetato
• Oxidação do malato a oxaloacetato
• Catalisada pela malato desidrogenase
• Oxidação dependente de NAD+ - redução a NADH + H+
Resultado do Ciclo de Krebs
-No ciclo de Krebs ocorrem 8
reações enzimáticas.
-Ao final de cada ciclo o uma
Acetil-CoA é oxidado a:
- 2 moléculas de CO2
- 3 NADH
- 1 FADH2
- 1 ATP
Porém, como em cada ciclo
entram 2 moléculas de Acetil-
CoA no final são produzidos:
- 4 moléculas de CO2
- 6 NADH
- 2 FADH2
- 2 ATP
REAÇÃO GLOBAL DO CICLO DE KREBS
Como da glicólise resultaram 2 piruvatos, houve a geração de
2 acetil-CoA. Assim, a equação do Ciclo de Krebs é:
2 Acetil-CoA + 6 NAD+ + 2 FAD + 2 GDP + 2 Pi + 4 H20 �
2 HS-CoA + 6 NADH + 6 H+ + 2 FADH2 + 2 GTP + 4 CO2
10 NADH
2 FADH2
4 ATP
2 FADH2
Balanço Final da Glicólise e do 
Ciclo de Krebs
Funções Anabólicas do Ciclo de Krebs
• Anabolismo: síntese de biomoléculas (proteínas, lipídios, carboidratos,
nucleotídeos)
• O Ciclo de Krebs só funciona como via de oxidação de moléculas na PRESENÇA DE
OXIGÊNIO.
• ORGANISMOS ANAERÓBICOS
• apresentam o Ciclo de Krebs, mas é incompleto e utilizado somente para a síntese
de biomoléculas - ANABOLISMO
• Os intermediários do ciclo de Krebs (citrato, isocitrato, α-cetoglutarato, succinil-
CoA, succinato, fumarato, malato e oxaloacetato) podem ser utilizados como
precursores em vias biossintéticas.
- Somente as três primeiras reações do ciclo são idênticas àquelas da via oxidativa:
citrato� isocitrato� α-cetoglutarato (sentido horário)
- As demais reações estão no sentido inverso da via oxidativa: enzimas sintetizam
oxaloacetato� malato� fumarato� succinato� succinil-coA.
• Esses compostos são precursores para síntese de aminoácidos, nucleotídeos, grupos
heme, glicose e lipídios nos organismos anaeróbicos.
Organismos Anaeróbicos
Compostos 
sintetizadores de 
biomoléculas: 
aminoácidos, 
lipídios, 
nucleotídeos, 
glicose, grupos 
heme, entre outros
Organismos Aeróbicos
CICLO DE KREBS
VIA 
ANFIBÓLICA
Vias Catabólicas Vias Anabólicas
Aminoácidos
Ácidos Graxos
Carboidratos
Aminoácidos
Nucleotídeos
Ácidos Graxos
Oxidação Síntese
Acetil-CoA CO2 e H2O
• Nos organismos aeróbicos o ciclo de Krebs é uma via ANFIBÓLICA, ou
seja, serve tanto para processos anabólicos (biossíntese de substâncias)
como catabólicos (oxidação, degradação de substâncias).
• Na oxidação, as biomoléculas como carboidratos (glicose), aminoácidos e
ácidos graxos, são convertidos a Acetil-CoA. O Acetil-CoA entra no
Ciclo de Krebs e é convertido em CO2 e água.
• Na biossíntese das biomoléculas: os intermediários do Ciclo de Krebs
(oxaloacetato, succinil-CoA, α-cetoglutarato, citrato) são precursores
na síntese de várias biomoléculas como aminoácidos, lipídios,
carboidratos, ácidos nucléicos, porfirinas, grupos heme, etc.
Organismos Aeróbicos
BIOSSÍNTESE DE 
BIOMOLÉCULAS
Esqueletos de carbono
dos intermediários do
Ciclo de Krebs podem
ser utilizados para
sintetizar os esqueletos
de carbono de
açúcares, lipídios,
proteínas e ácidos
nucléicos.
Reações Anapleróticas
Fígado e rins
Plantas superiores, leveduras e 
bactérias
Amplamente distribuída 
entre eucariotos e 
procariotos
• Reações Anapleróticas: são reações que repõem os intermediários do Ciclo de 
Krebs que foram empregados nas reações de biossíntese.
• Algumas das reações anapleróticas mais importantes estão na tabela abaixo: 
Coração e músculos esqueléticos
REAÇÕES DE BIOSSÍNTESE DOS INTERMEDIÁRIOS DO CICLO DE KREBS