Aula 7 - Catabolismo de carboidratos (Ciclo de Krebs)

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Ciclo do Ácido Cítrico
(Ciclo de Krebs)
2016.2
Destinos do Piruvato
 3 rotas principais:
Condições anaeróbias 
(fermentação alcoólica)
Condições 
anaeróbias
Condições 
aeróbias
O piruvato será 
transformado em 
acetil-CoA que 
poderá seguir 
para o ciclo do 
ácido cítrico 
(ciclo de Krebs)
Condições Aeróbias
Produção de Acetil-CoA – condições aeróbicas
PROCESSO IRREVERSÍVEL
Coenzima A
Coenzimas e co-fatores* envolvidos
 Piruvato desidrogenase (E1)
Tiamina pirofosfato (TPP)* – tiamina (vit. B1)
 Diidrolipoil transacetilase (E2)
 Lipoato*
 Coenzima A* (CoA ou CoA-SH) – Ácido pantotênico (vit. B5)
 Diidrolipoil desidrogenase (E3)
 Flavina adenina dinucleotídio (FAD)* – riboflavina (vit. B2)
 Nicotinamida adenina dinucleotídio (NAD)* – niacina (vit. B3)
 Piruvato desidrogenase (E1)
 Diidrolipoil transacetilase (E2)
 Diidrolipoil desidrogenase (E3)
Complexo Piruvato-desidrogenase
 Descarboxilação oxidativa 
 Processo irreversível de oxidação
Produção do Acetil-CoA
- Complexo requer 5 coenzimas
O Ciclo do Ácido Cítrico
•Descoberto por Hans 
Krebs em 1937
Onde ocorre?
O Ciclo do Ácido Cítrico
Passo 1 – Formação de 
Citrato
Citrato 
sintase
CITRATOACETIL-CoA OXALOACETATO
2C 4C 6C
ΔG = -32,2kJ/mol
PDH
Condensação
Passo 2 – Isomerização 
de Citrato para Isocitrato
Citrato 
sintase
ISOCITRATO
Aconitase
(aconitato 
hidrolase)
Aconitase
CITRATO
A enzima Aconitase requer Fe2+ para exercer sua atividade (possui um 
centro Fe-S)
ΔG = 13,3 kJ/mol
Passo 3 – Formação de 
α-cetoglutarato e CO2
α-CETOGLUTARATO
ISOCITRATO
Isocitrato 
desidrogenase
A enzima Isocitrato desidrogenase requer Mn2+ para exercer sua atividade
Descarboxilação oxidativa
Passo 3 – Formação de 
α-cetoglutarato e CO2
α-CETOGLUTARATO
ISOCITRATO
Isocitrato 
desidrogenase
A enzima Isocitrato desidrogenase requer Mn2+ para exercer sua atividade
Descarboxilação oxidativa
Reações anabólicas
Passo 4 – Formação de 
Succinil-CoA e CO2
Complexo α-
Cetoglurato 
desidrogenase
α-CETOGLUTARATO SUCCINIL-CoA
ΔG = -33,5 kJ/mol
Descarboxilação oxidativa
Passo 4 – Formação de 
Succinil-CoA e CO2
Complexo α-
Cetoglurato 
desidrogenase
α-CETOGLUTARATO SUCCINIL-CoA
Muito semelhante ao 
complexo da piruvato
desidrogenase
(possui as três 
enzimas análogas (E1, 
E2, E3), TPP, lipoato, 
FAD, NAD e coenzima 
A
Passo 5 – Formação de 
Succinato
SUCCINIL-CoA SUCCINATO
Succinil-CoA 
sintetase
2 isoenzimas 
em células 
animais
ΔG = -2,9 kJ/mol
Passo 5 – Formação de 
Succinato
SUCCINIL-CoA SUCCINATO
Succinil-CoA 
sintetase
GTP + ADP GDP + ATP
Nucleosídio difosfato 
quinase
ΔG = 0kJ/mol
Passo 6 – Formação de 
Fumarato
FUMARATOSUCCINATO
Succinato 
desidrogenase
ΔG = 0kJ/mol
Oxidação
Passo 7 – Formação de 
L-Malato
FUMARATO L-MALATO
Fumarase
Fumarato 
hidratase
ΔG = -3,8 kJ/mol
Hidratação
Passo 8 – Formação de 
Oxaloacetato
OXALOACETATOL-MALATO
Malato 
desidrogenase
ΔG = 29,7 kJ/mol
Oxidação
3 NADH 
1 FADH2
1 ATP ou 1GTP
Saldo Energético do Piruvato
3 NADH 
1 FADH2
1 ATP ou 1GTP
Ciclo de Krebs
1 NADH 
Piruvato a Acetil-CoA
4 NADH 
1 FADH2
1 ATP ou 1GTP
Reação Global do ciclo de Krebs
Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + H2O

2 CO2 + 3 NADH + 3 H
+ + FADH2 + GTP + CoA
Via anfibólica
Ciclo de Krebs
 Reações de reposição dos intermediários do ciclo de Krebs quando
estes são removidos para as vias biossintéticas.
 Os intermediários do ciclo de Krebs permanecem quase que
constantes.
Reações anapleróticas
Reações anapleróticas
Regulação do Ciclo do Ácido 
Cítrico
Regulação das vias metabólicas – assegurar a
produção de intermediários e produtos nas
velocidades necessárias para manter a célula em
um estado estacionário estável e evitar a produção
excessiva de intermediários.
Regulação
 Disponibilidade de substratos
 Inibição por acúmulo de produtos
 Inibição alostérica e modificação covalente.
 Principais pontos de regulação:
 Complexo da piruvato desidrogenase;
 Reação da citrato sintase;
 Reação da isocitrato desidrogenase;
 Reação da alfa-cetoglutarato desidrogenase
[ATP]/[ADP]
[NADH]/[NAD+]
[AcetilCoA]/[CoA]
Regulação do Complexo da Piruvato 
Desidrogenase
Controle alostérico
Inibição por acúmulo de produtos
Controle modificação 
covalente – em mamíferos
NADH/NAD+
NADH/NAD+
Disponibilidade de substratos
Inibição por acúmulo de produtos
Inibição por feedback das enzimas iniciais