O ciclo de Krebs

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O ciclo de Krebs, também conhecido como ciclo do ácido cítrico, se trata de uma 
sequência de reações mediadas por enzimas que compõem a fosforilação oxidativa. A 
eficiência energética dessa etapa não é alta, entretanto sua função primordial é a geração 
de “substrato” para a etapa mais energética da respiração celular aeróbia, a cadeia 
respiratória. 
Essas reações ocorrem na matriz da mitocôndria dos eucariontes e no citoplasma dos 
procariontes. Como o próprio nome indica, são reações cíclicas, ou seja, o produto final 
entra novamente no ciclo, que têm como função a oxidação de açucares e lipídeos a gás 
carbônico e água. Assim, durante as reações ocorre a produção de metabólitos para 
outros processos, geração de energia e liberação de íons e elétrons altamente 
energéticos. Esses processos contam com o auxílio de moléculas aceptoras como a 
nicotilamida adenina dinucleotideo (NAD) e o flavina adenina dinucleotídeo (FAD). 
O Ciclo 
O ciclo de Krebs começa com a acetilcoenzima A (Acetil-CoA), produzida a partir do 
piruvato, que é produto da glicólise, ou da oxidação de ácidos graxos pela β-oxidação. 
A coenzima reage com o ácido oxalacético formando o citrato, sendo que a reação é 
catalisada pela enzima citrato sintase. Após isso, o citrato perde água pela desidratação 
catalisada pela enzima aconitase gerando o isocitrato. 
Após a formação do isocitrato, esse perde um hidrogênio com o auxílio do NAD, que é 
transformado em NADH. Além disso, ocorre, também, a descarboxilação (perda de 
carbono) com a saída de gás carbônico. Essas reações utilizam a enzima isocitrato 
desidrogenase e geram o α-Cetoglutarato. Esse α-Cetoglutarato sofre uma reação 
semelhante à anterior, perdendo um hidrogênio e um carbono com a geração de um 
composto de apenas quatro carbonos que se combina imediatamente com a coenzima A, 
denominado succinil-CoA. 
Esse succinil CoA passa por uma reação, catalisada pela Succinil Coa sintetase, que 
gera energia ao perder a coenzima A, formando o succinato. Isso ocorre com a geração 
de GTP, que é transformado em ATP posteriormente, a partir do GDP e fosfato 
inorgânico presente na matriz. 
Com o auxílio da enzima succinato desidrogenase, o succinato perde dois hidrogênios 
gerando o fumarato. Esse processo ocorre com o FAD recebendo esses dois hidrogênios 
se transformando em FADH2, diz-se que o FAD foi reduzido à FADH2. O fumarato, 
por sua vez, recebe água por um processo chamado de hidratação gerando o malato. 
Nesse sentido, essa reação utiliza a enzima fumarase como catalisadora. O malato, 
enfim, perde um hidrogênio com o auxílio da malato desidrogenase e do NAD, que se 
transforma em NADH. O resultado dessa reação é, justamente, o oxaloacetato que 
entrará novamente no ciclo. 
Função 
A função principal de ocorrer o ciclo do ácido cítrico foi mencionada anteriormente: 
geração de energia, direta ou indiretamente. Entretanto esse não é o único papel dessas 
reações de extrema importância. 
Primeiramente, vamos detalhar um pouco a parte de geração de energia. Com pode ser 
visto na descrição, cada vez que a Acetil-CoA entra no ciclo ocorre a produção de um 
ATP. Como cada molécula de glicose que passa pela glicolise gera duas de piruvato e 
esse é utilizado na formação de Acetil-CoA, é dito que o ciclo de Krebs gera 2 
moléculas de ATP para cada uma de glicose. Caso tenha ficado complicado o 
entendimento, expliquemos inversamente: o ciclo do ácido cítrico inicia-se com a 
Acetil-CoA. Essa coenzima é derivada do piruvato que é resultado da glicólise, sendo 
que nesse processo uma glicose gera 2 piruvatos. 
Uma vez que essa produção de energia não é muito eficiente, aloca-se a função 
principal desse ciclo para produzir elétrons altamente energéticos e prótons. Esses 
produtos passarão por outro processo denominado Sistema Transportador de Elétrons 
que será a etapa mais eficiente e altamente energética. 
Ainda no sentido das funções, é importante destacar outro aspecto desse ciclo tão 
importante: a formação de metabólitos que são utilizados em outros processos. Veja 
bem, acima é possível observar claramente que, pelo ciclo do ácido cítrico, ocorre a 
quebra de compostos com determinado objetivo (catabolismo). Entretanto, esse 
processo mitocondrial possui importância na construção de moléculas (anabolismo). 
Isto é, alguns compostos intermediários do ciclo de Krebs também podem ser utilizados 
na formação de outros compostos, como é o caso do oxaloacetato que participa na 
geração do aspartato, entre outros. 
Enfim, o ciclo de Krebs é uma sequência de reações de extrema importância por 
participar, direta ou indiretamente, na geração de energia e formação de diversos 
compostos através de processos catabólicos e anabólicos. 
 
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Respostas respiração Celular 
BIOQUÍMICA UFSC 
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 Enviado por 
Carla 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA 
CAMPUS CURITIBANOS 
DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA 
PROFa.Greicy M. M. Conterato 
Aluna: CARLA AZEVEDO 
Abaixo estão listados exercícios de fixação sobre os conteúdos: Glicólise, Ciclo de 
Krebs e respiração celular. 
1. Sobre Glicólise responda: 
a) O que é glicólise e qual as funções dessa via metabólica? 
R: É o conjunto de reações metabólicas cujos resultados são a degradação da glicose ou 
de outros carboidratos e a produção de energia. A glicose é oxidada produzindo duas 
moléculas de Ácido pirúvico e dois equivalentes reduzidos de NAD+, que ao serem 
introduzidos na cadeia respiratória, produzem duas moléculas de ATP(energia). 
b) Em que tipo de células e organismos a glicólise ocorre? Em q ue local na célula? 
R: Ocorre no citosol das células eucariontes e no citoplasma das células procariontes. 
c) Quais são os produtos da glicólise? 
R: Duas moléculas de acido pirúvico, duas moléculas de ATP e dois equivalentes 
reduzidos de NAD+, 
d) Como ocorre a transformação de piruvato em etanol (descreva a reação)? Como 
é o nome dessa reação? 
R: a oxidação do piruvato ocorre em uma respiração aeróbia, produzindo em seguida 
Acetilcoenzima A, iniciando assim o Ciclo de Krebs. O nome dessa reação é respiração 
aeróbia 
 
Piruvato --> Acetil-Coa 
e) Como ocorre a formação de lactato a partir do piruvato? Qual é a importância 
do NAD+ formado nessa reação? 
R: Durante a glicólise pode ocorrer a falta de O2, nesta etapa a oxidação do piruvato 
ocorre em uma reação anaeróbia. E quando ocorre a oxidação incompleta da glicólise. 
Glicose --> Piruvato --> Ácido láctico 
Como nessa reação não há a presença de O2, ocorre o bloqueio da cadeia respiratória 
por 
isso os NADH e FADH2 gerados nas reações de oxiredução não podem ser oxidados. 
Assim fica faltando NAD e FAD para as reações de desidrogenação. Na oxidação da 
glicose na ausência de O2, o NADH produzido não irá para a cadeia respiratória; da 
mesma forma, o piruvato não dará origem ao acetil -CoA. Assim fica acumulado 
NADH 
e piruvato. Para que a glicólise mantenha-se, o NADH acumulado transfere seus 
elétrons e P+ para o piruvato, originando ácido láctico e regenerando o NAD. Isto 
representa uma via alternativa de oxidação do NADH. 
f) Qual é o objetivo de se adicionar fosfato aos intermediários da glicólise? 
R: É tornar a molécula carregada negativamente sendo assim, im possível atravessar 
passivamente a membrana celular, mantendo-a aprisionada dentro da célula. 
 
2.A Glicólise pode ser dividida em duas etapas. Cite quais são as etapas e o que 
ocorre, resumidamente, em cada uma delas. 
R: A primeira etapa da glicólise tem o nome de etapa de ativação,ela também pode ser 
chamada de etapa preparatória, etapa de investimento de energia, ou etapa endergônica. 
Nessa etapa ocorre a fosforilação da glicose, a isomerização da glicose, a fosforilação 
da frutose-6-fosfato, clivagem da frutose-1,6-difosfato em duas trioses e a 
interconversão das trioses fosfato. É a etapa em que a célula prepara a molécula de 
glicose para ser reconhecida. A segunda etapa denomina-se etapa de pagamento, etapa 
de síntese de ATP ou etapa exergônica. Nessa etapa ocorre a oxidação do gliceraldeído- 
3-fosfato em 1,3-difosfoglicerato, a transferência do fosfato do 1,3-difosfoglicerato para 
o ADP, a conversão do 3-fosfoglicerato em 2-fosfoglicerato, a desidratação do 2- 
fosfoglicerato para fosfoenolpiruvato e a Transferência do grupo fosfato do 
fosfoenolpiruvato para o ADP.É etapa que a célula utiliza a glicose. 
 
 
. Sobre o processo de regulação da glicólise, responda: 
a) Qual o objetivo de ocorrer a regulação da velocidade dessa rota metabólica? 
R: Para que a célula possa responder a diferentes necessidades de ATP e outros 
metabolitos. 
b) Quais são as enzimas reguladoras? E seus moduladores (reguladores)? 
R: A fosfofrutocinase−1. Seus moduladores são os ativadores e os inibidores 
alostéricos. Efetores positivos (ativadores): Frutose-1,6-bifosfato, Frutose-2,6- 
bifosfato, ADP, AMP, Fosfato e K+. Efeitos negativos (inibidores): ATP, NADH, 
Citrato, Ácidos graxos de cadeia longa, H+ e Ca+. 
4. A glicólise é um processo que compreende dez reações químicas, cada uma delas 
com a participação de uma enzima específica. Assinale a alternativa correta em 
relação à glicólise anaeróbica. 
R: a) É o processo responsável pela quebra da glicose, transformando-a em piruvato ou 
ácido pirúvico. 
 
.5) A glicólise: 
I. É a única fonte de ATP nos eritrócitos. 
II. É a única via do metabolismo da glicose fisiologicamente importante. 
III. Inclui algumas reações termodinamicamente irreversíveis nas condições 
fisiológicas. 
IV. Fornece NADPH. 
R:b) I e III estão corretas. 
6. O piruvato entra no ciclo de Krebs depois de ser convertido em: 
R: d) acetil-CoA 
 
.7 Sobre ciclo de Krebs complete: 
a) Numa célula eucariótica as enzimas responsáveis pelo ciclo de Krebs localizam-se 
matriz mitocondrial 
b) A oxidação completa de uma molécula de acetil-CoA pelo ciclo de Krebs produz 
como energia NADH +, H+ e 1 FADH2. 
8. Quais são os fatores que regulam a velocidade do ciclo de Krebs? Contemple os 
tipos de regulação. 
R: Citrato sintase (que é uma enzima alostérica inibida por ATP, NADPH, pela succinil- 
CoA e pelo seu próprio produto, o citrato), pela isocitrato desidrogenase (q ue é inibida 
por ATP e NADH e ativada por ADP e NAD+; o ADP funciona como um ativador 
alostérico dessa enzima) e complexo alfa-cetoglutarato-desidrogenase (que é inibido 
succinil-CoA, ATP e NADH e ativado por ADP e NAD+) 
 
9. Qual das seguintes é a sequência correta das reações encontradas no ciclo do 
ácido cítrico: 
R: a) Acido pirúvico > acido cítrico > acido oxalacético 
10. O que são reações anapleróticas? Cite exemplos. 
R: São reações que geram compostos intermediários do ciclo de Krebs, repondo-os. 
(reações para reposição dos intermediários do ciclo de Krebs). 
Ex: piruvato --------------------------à oxaloacetato 
Piruvato desidrogenase 
 
 
11. Onde ocorre e quais são os objetivos da cadeia respiratória? 
R: Membrana externa das mitocôndrias, o objetivo é o transporte de elétrons em uma 
compilação de moléculas fixadas na membrana interna da mitocôndria de células 
eucarióticas até uma aceptor final de elétrons, em várias etapas liberadoras de energia 
para síntese de ATP. 
 
12 Qual a função dos quatro complexos protéicos na cadeia respiratória? 
Explique por que o fluxo de elétrons na cadeia segue apenas um sentido até serem 
usados na redução do oxigênio molecular (O2) a água? 
R: NADH-Q oxidorredutase (Complexo I), nele os elétrons são transferidos do NADH 
para a coenzima Q (Q), conhecida como ubiquinona, o Q-citocromo e c-oxidorredutase. 
O succinato-Q redutase (Complexo II), Sua função é passar do complexo I para a 
coenzima Q substratos com potencial redox mais positivos que o NAD+/NADH. 
Coenzima Q (Complexo III), que transfere os elétrons adiante para o citocromo c e o 
citocromo c-oxidase. 
(Complexo IV), completando a cadeia, onde os elétrons são transferidos para o O2, que 
é reduzido para H2O. 
 
 
 
13. De que forma atuam os inibidores e desacopladores da cadeia respiratória? 
Cite ao menos um exemplo de cada. 
R: Inibidores: são substâncias que inibem o fluxo de prótons e elétrons na cadeia 
respiratória impedindo a síntese de ATP e liberando a destruição da mitocondrea e a 
morte celular. 
Desaclopadores: são substancias que a energia liberado em determinados complexos 
pela reação de oxido- redução sejam utilizadas para a produção de ATP. 
Um exemplo de desacopladores é o é o dinitro-fenol e o fluorocarbonil-cianeto 
fenilhidrazona (FCCP), composto encontrado em agrotóxicos. E um exemplo de 
inibidor é a rotenona, que é um inseticida. 
14. Com relação ao metabolismo celular, todas são afirmativas corretas, exceto: 
R: b) A glicólise e a fosforilação oxidativa são etapas do processo de respiração celular 
que ocorrem no interior das mitocôndrias. 
 
15. O cianeto é uma toxina que atua bloqueando a última das três etapas do 
processo respiratório aeróbico, impedindo, portanto, a produção de ATP, molécula 
responsável pelo abastecimento energético de nosso organismo. O bloqueio d essa 
etapa da respiração aeróbica pelo cianeto impede também a: 
R: d) formação de agua a partir do gás oxigênio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estudo Dirigido 3 - Respostas 
Ciclo de Krebs 
Bioquímica Metabolismo – Ciências Biológicas – 2° Semestre, 2014 
Prof. Marcos Túlio Oliveira 
1) Baseado no esquema do ciclo de Krebs, indique: 
a) os compostos que são oxidados. 
isocitrato, α-cetoglutarato, succinato e malato. 
b) os compostos que são reduzidos. 
NAD+ e FAD. 
c) os compostos ricos em energia. 
NADH, FADH2 e GTP(ATP). 
d) a reação enzimática onde ocorre fosforilação no nível do substrato. 
succinil-CoA + GDP + Pi ←→ succinato + C oA-SH + GTP, pela enzima succinil-CoA 
sintetase. 
2) Escrever a reação de formação de citrato, indicando: 
a) o numero de carbonos das moléculas de acetil-CoA, ox alacetato e citrato. 
acetil-Coa (2C) + oxaloacetato (4C) + H 2O → citrato (6C) + CoA-SH 
b) a localização celular deste evento (seja bem específico). 
matriz mitocondrial 
3) Escrever a reação de formação do α-cetoglutarato, indicando: 
a) o numero de carbono das moléculas de citrato, isocitrato e α-cetoglutarato. 
citrato (6C), isocitrato (6C) e α-cetoglutarato (5C) 
b) os produtos da reação. 
α-cetoglutarato + CO2 + NADH 
c) se há perda de carbonos. Se sim, de que forma ele é perdido? 
CO2, sua forma mais oxidada. 
4) Numerar as funções do ciclo de Krebs. 
- produção de compostos ricos em energia de uso imediato, como o GTP(ATP). 
- produção de compostos reduzidos, como o NADH e o FADH2, que serão usados para 
mais 
síntese de ATP. 
- produção de intermediários para outras vias metabólicas. 
 
 
5) O ciclo de Krebs envolve diretamente consumo de O2? 
Não. Este se rá usado como aceptor fin al de elétrons na cadeia respiratória. O ciclo de 
Krebs 
acaba realizando a eliminação dos carbonos totalmente oxidados, na forma de CO2. 
6) O ciclo em estudo tem nove reações, sendo que quatro são de óx ido-redução. 
Estranhamente 
só umamolécula de GT P (que depois é convertida em ATP) é produzida por cada 
acetil-CoA 
consumido. Há sentido nessa afirmação? Justifique. 
Apesar do ciclo de Kr ebs apenas produzir uma molécula de GTP através de uma 
fosforilação 
no nível do substrato, ele produz 3 NADH e 1 FADH2. Estes produtos entrarão na 
cadeia 
respiratória, onde promoverão a síntese de vários ATPs através da fosforilação 
oxidativa. 
7) Como observado n as aulas e n os estudos anteriores, as vias metabólicas estão 
intimamente 
relacionadas, sendo especialmente reguladas por efetuadores alostéricos. Em relação ao 
ciclo 
de Krebs, indique: 
 
a) os passo irreversíveis. 
acetil-CoA + oxaloacetato → citrato + CoA-SH 
isocitrato + NAD+ → α-cetoglutarato + CO2 + NADH 
α-cetoglutarato + CoA-SH + NAD+ → succinil-Coa + CO2 + NADH 
b) os compostos que devem ser fornecidos para iniciá-lo. 
acetil-CoA, oxaloacetato, NAD+, FAD, GDP + Pi. 
c) os compostos que devem ser fornecidos para mantê-lo funcionando. 
acetil-CoA, NAD+, FAD, GDP + Pi. 
 
8) Qual a consequência para o funcionamento do ciclo de Krebs quando: 
a) a razão ATP/ADP esta em alta? 
O ATP em altas concentrações inibe a enzima α-cetoglutarato desidrogenase, 
bloqueando a formação de succinil-CoA. 
b) a razão entre NADH/NAD+ esta em alta? 
O NADH em altas concentrações inibe as enzimas α-cetoglutarato desidrogenase e a 
isocitrato desidrogenase, bloqueando a formação de succinil-CoA e α-cetoglutarato, 
respectivamente. [Estas inibições permitem que os intermediários do ciclo de Kre bs 
entrem em vias biossíntéticas que produzirão aminoácidos, nucleotídeos, etc.]