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CICLO DE KREBS ou CICLO DOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS ou CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
O Dr KREBS
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Questões Ciclo de Krebs
 1.
1.1. O que significa respiração e quais os estágios da mesma. Explique resumidamente o que ocorre em cada um destes estágios.
2.
2.1.Para entrar no ciclo de Krebs o piruvato é antes, convertido a acetil Coenzima A (CoA). 
Esta reação é catalisada pelo complexo da piruvato desidrogenase. Explique como é este complexo, quais são as enzimas participantes e seus co-fatores.
 2.2. Mostre como são as moléculas do CoA e do lipoato, destacando os grupos reativos destas moléculas.
3. Estude a reação global da descarboxilação do piruvato a acetil-coA pelo complexo da piruvato desidrogenase.
 4. Localize o CK no mapa metabólico e identifique as reações do mesmo, verificando onde ocorre participação de NAD+ e de FADH2, há alguma formação de ATP/GTP ao nível do substrato?
 
5. Por que se diz que o CK é uma via anfibólica? Exemplifique
6. O que e quais são as reações anapleróticas e qual sua importância.
7.
7.1. Certas bactérias anaeróbicas apresentam um Ciclo do ácido cítrico incompleto. Explique.7.2. Discuta a regulação do CK
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Reação catalizada pelo complexo Piruvato-desidrogenase
Envolve ação sequencial de 3 diferentes enzimas, cinco diferentes co-enzimas ou grupos prostéticos (TPP, FAD, Co-A, NAD e lipoato).
4 diferentes vitaminas são componentes desse sistema: tiamina (B1) em TPP, riboflavina (no FAD), niacina (no NAD) e pantotenato (no CoA).
Irreversibilidade vista por macação isotópica
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Beriberi (perda de função neuronal) 
Deficiência de Tiamina (derivada de vit B1) - Incapacidade para oxidar piruvato. Dietas à base de consumo de arroz branco, consumo de grande quantidade de álcool.
Sintomas: inchaço, dor, perda de função neural, paralisia e morte.
Altas concentrações de piruvato no sangue
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Coenzima A
ADP
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Acido lipoico (lipoato) em ligação amida com cadeia lateral de residuo de Lys. Grupo prostético da E2 ( dihidrolipoil transcetilase)
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Eletromicrografia do complexo Piruvato desidrogenase de E.coli, mostrando estrutura de subunidades (Mr>4,5x 106) ~ 50 nm de diâmetro (+ de 5x o tamanho de um ribossomo) e pode ser visuaizado em microscópio eletrônico
 
Complexo da Piruvato Desidrogenase contem 3 enzimas:
 Piruvato desidrogenase (E1), Diidrolipoil transacetilase (E2) e a Diidrolipoil desidrogenase (E3) – cada uma presente em múltiplas cópias.
Duas proteínas reguladoras, uma proteína cinase e uma fosfoproteína fosfatase também fazem parte deste complexo.
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Complexo da Piruvato desidrogenase
Os intermediários permanecem ligados à superfície das enzimas
CANALIZAÇÃO DO SUBSTRATO
E1 – piruvato desidrogenase
E2 – dihidrolipoil transcetilase * 
E3 – dihidrolipoil desidrogenase
Complexo piruvato desidrogenase de E.coli (Mr>4,5x10 6) ~ 45nm diametro ~ 5x o tamanho de ribossome de E.coli. Pode ser visualizado com ME.
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Mecanismo de ação da tiamina pirofosfato
Descarboxilação do substrato
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Ciclo de Krebs
1948 –Eugene Kennedy e Albert Lehninger demonstraram que o conjunto Inteiro de reações do ciclo do ácido cítrico está localizado no interior da mitocôndria
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Mitocôndrias contém todas as enzimas e coenzimas necessárias par o ciclo do ácido cítrico e também todas as enzimas e proteínas para o último estágio da respiração – transferência de elétrons e síntese de ATP por fosforilação oxidativa.
Eucariotos fotossintetizantes – em ambiente escuro a mitocôndria é o principal local de produção de ATP, mas sob a luz do dia os cloropolastos produzem a maior quantidade de ATP do organismo.
A maioria dos procariotos contem as enzimas do Ciclo de Krebs no seu citosol e sua membrana plasmática tem papel análogo àquele da membrana mitocondrial interna na síntese de ATP.
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O Ciclo de Krebs possui 8 passos
1) Formação do citrato
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2) Formação do isocritrato via cis-aconitato
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3) Oxidação do isocitrato à alfa-cetoglutarato.
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Complexo alfa-cetoglutarato desidrogenase (E1+E2+E3) –TPP,
FAD, NAD, Coenzima A, Lipoato
4) Oxidação do alfa-cetoglutarato a succinil-CoA e CO2
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 (-36 kJ/mol)
GTP + ADP ↔ GDP + ATP 
 Mg2+
 (nucleosídeo difosfato cinase)
ΔGo = 0
5) Conversão do succinil CoA em Succinato.
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Succinato desidrogenase – única enzima do ciclo que é ligada à membrana mitocondrial interna. Nos procariotos é ligada à membrana plasmática.
Malonato (análogo do succinato é inibidor competitivo –bloqueia a atividade
do ciclo do ácido cítrico).
FADH2 = 1,5 ATP (cadeia respiratória).
6) Oxidação do succinato a fumarato
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7) Hidratação do fumarato para produzir malato
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[oxaloacetato] ~ < 10-6M
8) A oxidação do malato a oxaloacetato
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Produtos de um giro do 
Ciclo de Krebs
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32 ATPs x 30,5 kJ/mol = 976 kJ/mol ou 34% do máximo teórico ~2.840 kJ/mol
Pela oxidação completa da glicose, eficiência é próxima de 65%.
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 Alguns organismos anaeróbios modernos usam parte do ciclo do ácido cítrico não para obtenção de energia, mas como fonte de produtos biossintéticos. A enzima alfa-cetoglutaro desidrogenase está ausente.
Precursores biossintéticos produzidos por CK “Incompleto” em bactérias anaeróbicas.
Com a evolução cianobactérias - Produziram O2 da H2O - organismos desenvolveram metabolismo aeróbico 
Fermentação
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Citrato tem importante aplicação industrial.
Usado em bebidas – sabor de fruta
 antioxidante – preserva o sabor dos alimentos.
Produzido industrialmente pelo fungo Aspergillus niger usando açúcar (melaço por ex.).
Papel importante no combate à fome – grupos carboxila (3 cargas -) quelante de íons metálicos. Liga-se aos metais do solo impedindo absorção pelas plantas. De particular importância é o alumínio - Al3+ (tóxico para plantas e decresce a produção de 30 a 40% da terra cultivável no mundo)
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Mais importante reação anaplerótica é a carboxilação do piruvato a
Oxaloacetato (fígado e rins) pela piruvato carboxilase (ativa na presença de acetil-CoA – modulador alostérico)
CoA
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Papel do Ciclo de Krebs no anabolismo. 
Em vermelho = reações anapleróticas
 (que reabastecem os intermediários do Ciclo)
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Regulação do ciclo de Krebs:
Disponibilidade de substrato, 
Regulação alostérica, 
modificação covalente
Em vertebrados – modificação covalente da piruvato dh –fosforilação reversível da enzima E1 (Ser) (cinase e fosfatase regulam).
Piruvato-dh cinase –fosforila E1 e inativa
Fosfoproteína fosfatase – desfosforila e ativa E1
Acetil CoA também é produzido em outras vias metabólicas, por
Ex. pela oxidação de aminoácidos eÁcidos graxos. 
Importante para a regulaçãoda oxidação do piruvato e do CK.
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Estudar também:
Ciclo do glioxilato
Certas mutações de enzimas do CK – levam ao desenvolvimento
De câncer.
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