CICLO DE KREBS - Respostas dos Objetivos

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CICLO DE KREBS 
 
1- Reconhecer a descaboxilação oxidativa do piruvato como ponto de ligação entre o 
catabolismo da glicose no citosol e o ciclo do ácido cítrico na mitocôndria. 
Para entrar neste ciclo, o piruvato tem de ser convertido em acetil-coenzima A (acetil-
CoA) através da descaboxilação oxidativa do piruvato, que tem lugar na matriz 
mitocondrial. 
 
2- Identificar os componentes do complexo do piruvato desidrogenase e a maneira pela 
qual podem ser regulados. 
3 Enzimas: Piruvato Desidrogenase (E1); Diidolipoil Transacetilase (E2); Diidrolipoil 
Desidrogenase (E3). 
5 Coenzimas: Tiamina Pirofosfato (TPP); Ácido Lipóico; Coenzima A; Flavina Adenina 
Dinucleotídeo (FAD); Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo (NAD). 
O complexo pode ser regulado pela inibição do produto, ou seja, caso haja muito ATP, 
Acetil-CoA e NADH, a produção de Acetil-Coa é interrompida. Na situação inversa 
(AMP, CoA, NAD+, Ca+2), ela é ativada. 
 
3- Identificar o ciclo do ácido cítrico como via terminal comum do metabolismo. 
O Ciclo de Krebs é a etapa final do metabolismo de carboidratos, lipídeos e 
aminoácidos. Ele retira oxidativamente elétrons das macromoléculas, produzindo a 
maioria das coenzimas reduzidas que são utilizadas para gerar o Adenosina Trifosfato 
(ATP) na cadeia transportadora de elétrons. 
 
4- Descrever como ocorre a oxidação do acetil-CoA no Ciclo de Krebs mencionando os 
diversos componentes do ciclo e as enzimas e coenzimas envolvidas. 
Essencialmente, o ciclo compreende a combinação de uma molécula de Acetil-CoA 
com o ácido dicarboxílico de quatro carbonos, oxalacetato, resultando na formação de 
um ácido tricarboxílico de seis carbonos, o citrato. Seguem-se uma série de reações 
nas quais duas moléculas de CO2 são libertadas e o oxalacetato é regenerado. 
 
1ª Reação: Reação de Condensação – Consiste na transferência do grupo acetil da 
CoA para formar o Oxalacetato para formar citrato, catalisado pela citrato sintase 
(enzima condensadora 
2ª Reação: Tem como única finalidade transferir o OH do carbono 3 do citrato para o 
carbono 4, formando Isocitrato. Esta reação reversível é catalisada pela Aconitase e 
tem como intermediário comum o cis-Aconitato. 
3ª Reação: Descaboxilação oxidativa do Isocitrato a α-cetoglutarato e CO2 catalizada 
pela Isocitrato Desidrogenase. 
4ª Reação: Descarboxilação oxidativa do α-cetoglutarato, gerando succinil-CoA e CO2 
pela ação do complexo enzimático α-cetoglutarato-desidrogenase, que contém 
enzimas análogas às E1, E2 e E3 do complexo da piruvato desidrogenase e as 
coenzimas TTP, ácido lipóico, coenzima A, FAD e NAD ligados às proteínas. 
5ª Reação: Conversão do succinil-CoA em Succinato pela Succinil-CoA Sintetase. 
Ocorre a síntese de ATP diretamente à custa da hidrólise do Succinil-CoA que é um 
composto de elevado potencial energético. Aqui o grupo fosfato inorgânico está ligado 
covalentemente à enzima, sendo transferido para o GDP, e posteriormente o GTP 
transfere-o para o ADP. 
6ª Reação: Oxidação do Succinato a fumarato, pela succinato-desidrogenase. Está 
enzima contém FAD ligada covalentemente, que funciona como um receptor de H+. 
7ª Reação: Hidratação do fumarato para formar malato, catalizada pela fumarato 
hidratase também conhecida como fumarase. 
8ª Reação: Oxidação do Malato a Oxaloacetato através da malato-desidrogenase. 
Como o oxaloacetato é sempre regenerado ao final de cada volta, o Ciclo de Krebs 
pode oxidar Acetil-CoA continuamente. 
 
5- Explicar como se dá a regulação do Ciclo de Krebs e relacionar envolvidas e seus 
modulares. 
O CK é composto por 8 reações, sendo 3 delas catalisados por enzimas regulatórias. 
Essas enzimas são a Citrato Sintase (1ª Reação), Isocitrato-desidrogenase (3ª Reação) e 
α-Cetoglutarato-desidrogenase (4ª Reação). 
 
Citrato Sintase: 
 Inibidores 
Succinil-CoA - é um intermediário do ciclo de Krebs. Mais concretamente, é o 4ª 
intermediário do ciclo de Krebs, ou seja, é formado numa reação posterior à reação 
que estamos a considerar. Sendo assim, se temos uma acumulação de intermediários 
formados em reações posteriores, faz todo o sentido que esses possam inibir as 
primeiras reações da via metabólica em causa, neste caso a primeira. 
Citrato - é o produto da reação, pelo que faz sentido que iniba a sua síntese. 
ATP - o ciclo de Krebs é uma via catabólica, ou seja, tem como objetivo produzir 
energia (ATP). Se a célula já tiver energia, o processo é inibido. 
NADH - o raciocínio é equivalente ao feito para o ATP. Ou seja, o NADH tem um 
potencial energético elevado, pois na respiração celular pode levar à produção de ATP, 
pelo que é lógico que funcione como um inibidor do ciclo de Krebs. 
Ativadores 
ADP - o ADP sinaliza um déficit energético na célula, pois é produzido quando se gasta 
ATP para obtenção de energia. Sendo assim, faz todo o sentido que ative o ciclo de 
Krebs, pois o objetivo principal desta via metabólica é a produção de energia. 
 
Isocitrato-desidrogenase: 
Inibidores 
Succinil-CoA - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta 
situação. 
ATP - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação. 
NADH - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação. 
Ativadores 
ADP - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação. 
Ca+2 (músculo) - o Ca2+ é um mensageiro intracelular cuja concentração aumenta 
durante a contração muscular. Portanto, nesse contexto de contração as células vão 
precisar de energia, pelo que os processos catabólicos, e, em particular, o ciclo de 
Krebs, será ativado. 
 
α-Cetoglutarato-desidrogenase 
Inibidores 
Succinil-CoA – É o produto da reação, o que faz sentido que iniba sua síntese. 
ATP - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação. 
NADH - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação. 
Ativadores 
Ca2+ (músculo) - o raciocínio que foi efetuado para a isocitrato desidrogenase aplica-
se nesta situação. 
 
6- Reconhecer de que forma a energia química gerada no ciclo é conservada e destacar 
os pontos nos quais há produção de NADH, FDH2 e GTP. 
A conservação da energia química gerada no CK é no formato de três moléculas de 
NADH, uma de FADH2 e um composto de “alta energia” (GTP ou ATP). 
Há produção de NADH na 3ª reação (isocitrato é oxidado pela transferência de hidreto 
para o NAD+ ou NADP+), na 4ª reação (α-cetoglutarato gera succinil-CoA e CO2), e na 8ª 
reação (Malato à Oxaloacetato). O FADH2 aparece na 6ª reação (oxidação do succinato 
à fumarato). Há produção do GTP na 5ª reação (ocorre síntese do ATP diretamente à 
custa da hidrólise do succinil-CoA que é um composto de elevado potencial energético. 
Aqui o grupo fosfato inorgânico está ligado covalentemente a enzima, sendo 
transferido para o GDP, e posteriormente o GDP transfere-o para o ADP). 
 
7- Identificar os principais produtos obtidos no Ciclo de Krebs. 
2 GTP formados a partir de 2 succinil-CoA. Formação de 6 NADH e 2 FADH2 e 2 CO2. 
Todos os produtos foram obtidos a partir de 1 molécula de glicose, ou seja, 2 
piruvatos. 
 
8- Conceituar a natureza anfibólica do ciclo, reconhecendo sua importância. 
Algumas vias metabólicas terminam em um constituinte do Ciclo de Krebs, enquanto 
que outras têm origem no ciclo. Estas vias dizem respeito aos processos de 
gliconeogênese, transaminação, desaminação, e síntese de ácidos graxos. Assim, o 
Ciclo de Krebs desempenha papéis em ambos os processos metabólicos e anabólicos, 
isto é, ele é anfibólico. 
 
9- Entender o papel das reações anapleróticas no Ciclo de Krebs. 
Quando os intermediáriossão desviados do Ciclo de Krebs para outras vias, eles são 
repostos por meio de muitas reações anapleuróticas (preenchimento), as quais 
produzem intermediário com 4C pela caboxilação de compostos com 3C; Essas reações 
são catalisadas pela piruvato carboxilase, fosfoenolpiruvato (PEP) carboxiquinase, PEP 
carboxilase e enzima málica. 
 
10- Reconhecer o papel das vitaminas hidrossolúveis riboflavina, niacina, tiamina e ácido 
pantotênico no CK. 
Cada uma tem um papel precioso no funcionamento do CK: 
RIBOFLAVINA: Na forma flavina adenina dinucleotídeo (FAD), a coenzima no complexo 
α-cetoglutarato desidrogenase e na succinato desidrogenase; 
NIACINA: Na forma de nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD), a coenzima para 
três desidrogenases no ciclo, isocitrato desidrogenase, α-cetoglutarato desidrogenase 
e malato desidrogenase; 
TIAMINA (VITAMINA B1): Como tiamina pirofosfato, a coenzima para a 
descarboxilaçãona reação da α-cetoglutarato desidrogenase; 
ÁCIDO PANTOTÊNICO: Como parte da coenzima A, o cofator ligado aos resíduos do 
ácido carboxílico “ativo” tal como o acetil-CoA e o succinil-CoA.