ciclo de krebs e cadeia respiratoria.pdf

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Ciclo do Ácido Cítrico 
ou 
Ciclo de Krebs 
ou 
Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos 
Vias da Respiração Celular 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Citosol 
 Glicólise 
Glicose Piruvato 
ATP GTP ATP 
NADH 
 Ciclo de 
 Krebs 
Cadeia 
transp. 
elétrons 
Mitocôndria 
NADH2 
Nos animais e vegetais superiores a glicose pode ter 3 destinos principais 
1 Glicose 
2 Piruvato 
2 Acetil CoA 
4 CO2 + 4 H2O 
glicólise (10 reações sucessivas) 
animal, plantas e muitas células 
microbianas (condições aeróbicas) 
O2 
O2 
Ciclo do Ácido 
Cítrico 
CO2 
2 Etanol + 2 CO2 2 Lactato 
fermentação alcoólica em 
leveduras (condições 
anaeróbicas) 
fermentação lática no músculo, 
eritrócitos, microrganismos, etc 
(condições anaeróbicas) 
 
 
 Espaço intermembrana 
 Membrana externa 
 Membrana interna 
 Matriz 
Cristas 
A maioria das células eucarióticas e muitas bactérias 
são aeróbicas oxidam os compostos orgânicos 
completamente até CO2 e H2O. Nestas condições, o 
piruvato formado na glicólise é totalmente oxidado a CO2 
e H2O na fase aeróbica do catabolismo chamada 
respiração. 
Respiração: 3 fases 
Produção de acetil-CoA 
Glicose 
Glicólise 
E1 = Piruvato desidrogenase 
E2 = Desidrolipoil transacetilase 
E3 = Desidrolipoil desidrogenase 
 
*Mitocôndria de eucariotos e citosol de 
procariotos 
Complexo piruvato desidrogenase 
Tiamina Pirofosfato (TPP) - vitamina B1 
Flavina Adenina Dinucleotídeo (FAD) - vitamina B2 
Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo (NAD) - niacina 
Coenzima A (CoA) - pantotenato 
Lipoato (ácido lipoil) 
Cofatores e coenzimas 
Reações do ciclo 
do ácido cítrico 
NADH + H+ 
NADH + H+ 
NADH + H+ 
FADH2 
Oxidação acetil-CoA (reações do ciclo do ácido cítrico) 
1. Formação do citrato 
2. Formação do isocitrato via cis-aconitase 
3. Oxidação do isocitrato a -cetoglutarato e formação de CO2 
4. Oxidação do -cetoglutarato a succinil-CoA e formação de CO2 
5. Conversão da succinil-CoA para succinato 
6. Oxidação do succinato a fumarato 
≈ 
Inibidor competitivo 
*fosforilação ao 
nível de substrato 
7. Hidratação do fumarato a malato 
8. Oxidação do malato a oxaloacetato 
A energia de oxidação no ciclo 
é eficientemente conservada 
Os componentes do ciclo do ácido cítrico são 
importantes intermediários biossintéticos 
 piruvato carboxilase 
Piruvato + HCO3
- + ATP oxaloacetato + ADP + Pi 
(Fígado, rim) 
 
 PEP carboxiquinase 
Fosfoenolpiruvato + CO2 + GDP oxaloacetato + GTP 
(Coração, músculo esquelético) 
 
 PEP carboxilase 
Fosfoenolpiruvato + HCO3
- oxaloacetato + Pi 
 
(Vegetais superiores, levedura, bactérias) 
 
 
 enzima málica 
Piruvato + HCO3
- + NAD(P)H malato + NAD(P)+ 
 
(Largamente distribuída nos eucariotos e procariotos) 
Reações anapleoróticas: 
 
Repõem intermediários do ciclo do ácido cítrico que servem como 
precursores biossintéticos 
Regulação do ciclo do ácido cítrico 
Pontos de regulação no ciclo do ácido cítrico: 
- Conversão do piruvato em acetil-CoA 
- Entrada do acetil-CoA no ciclo 
- Reações da isocitrato e -cetoglutarato 
desidrogenase no ciclo 
Cadeia respiratória 
Cadeia respiratória 
 
É o processo responsável pela maior parte 
da síntese de ATP pelos organismos 
aeróbicos, e é direcionada pela 
transferência de elétrons ao O2 . 
 
Em células procarióticas ocorre na 
membrana plasmática, e em eucariotos, na 
membrana interna das mitocôndrias. 
Sequência dos transportadores de elétrons 
Complexo I: NADH para Ubiquinona 
(complexo da NADH desidrogenase) 
NADH + H+ + UQ NAD + UQH2 
Complexo II: Succcinato para Ubiquinona 
(Succcinato desidrogenase) 
 
Succcinato desidrogenase é única enzima ligada a membrana no ciclo do ácido 
cítrico. Possui FAD ligado covalentemente. Os eletrons passam do succcinato 
para FAD e depois para proteínas Fe-S e seguem para a Ubiquinona 
Complexo III: Ubiquinona para citocromo c 
Complexo IV: redução do O2 
Resumo do fluxo de elétrons e prótons pelos quatro 
complexos da cadeia respiratória 
Gradiente de prótons fornece a energia para síntese de ATP 
através da ATP sintetase 
Rendimento Energético em Aerobiose: 
 
 
Considerando a oxidação total do acetil-CoA pelo Ciclo do ácido cítrico e cadeia 
respiratória: 
 
 
 
 
1 acetil-CoA 
 
 
 
 
2CO2 
3 NADH + H+ ------------------ 3 x 3 = 9 ATP 
1 FADH2 ------------------------- 1 x 2 = 2 ATP 
1 GTP -------------------------------------- 1 ATP 
 
 Total: 12 ATP 
Resumindo: 
 
 
1 acetil-CoA 2 CO2 + 4 H2O + 12 ATP 
 
 
Cada moI de acetil-CoA oxidado completamente (até CO2 e H2O) pelo ciclo do 
ácido cítrico e cadeia respiratória propicia a formação de 12 moles de ATP. 
C6H12O6 (glicose) 
 
 
 
 
 
2 Piruvato 
 
 
 
 
 
2 Acetil-CoA ------------------------------ 2 x 12 = 24 ATP 
 ciclo de Krebs e cadeia respiratória 
 Total = 38 ATP 
2 ATP ----------------------------- 2 ATP 
2 NADH + H+ ---------- 2 x 3 = 6 ATP 
2 CO2 
2 NADH + 2 H+ -------- 2 x 3 = 6 ATP 
Cálculo do rendimento energético da combustão completa da glicose até CO2 e 
H2O: 
 
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O G = -686.000 cal/moI 
 
 ATP ADP + Pi G = -8.000 cal/moI 
São produzidos, 38 moles de ATP por mol de glicose oxidada. O rendimento será: 
 
 
686.000 cal ------------------- 100% 
38 x 8.000 cal ----------------- R 
 
 
R = 38 x 8.000 x 100 = 44,3% 
 686.000 
 
 
44,3% da energia posta em disponibilidade é utilizada para a síntese de ATP. O 
restante (100 - 44,3 = 55,7%) é dissipada na forma de calor, servindo apenas 
para aquecer o meio onde a reação se processa.