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CICLO DE KREBS Profa. Dra Luciana Bastos Rodrigues CICLO DE KREBS Homenagem a Hans Krebs É também conhecido por: – Ciclo do ácido tricarboxilíco – Ciclo do ácido cítrico Krebs – NOBEL (1943) Estágio final do catabolismo dos carboidratos, lipídeos e aminoácidos Ciclo Oxidativo - requer NAD+ e FAD Funções do Ciclo Gerar ATP, coenzimas reduzidas. Colher elétrons de alta energia de moléc. Energéticas. “Gerar” intermediários para vias Biossintéticas. Estágio final de várias vias metabólicas. Ciclo do ácido cítrico ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos ou ciclo de Krebs os grupos acetil são oxidados a CO2; A energia liberada pela oxidação é conservada nos transportadores de elétrons reduzidos NADH e FADH2. CICLO DE KREBS • Via catabólica cíclica de oxidação total de acetilCoA a CO2 e H2O, acompanhada de grande liberação de ENERGIA ! • O processo só ocorre em condições aeróbicas, ou seja, na presença de oxigênio (usa 2/3 do O2 que respiramos). • Faz parte do processo conhecido como RESPIRAÇÃO CELULAR. A respiração celular ocorre em 3 estágios: • Moléculas de combustíveis orgânicos são oxidadas para formar acetil-CoA • Introdução da acetil-CoA no Ciclo de Krebs e sua oxidação até CO2. Ocorre grande liberação de energia, conservada pelos cofatores transportadores de elétrons NADH e FADH2. • Os cofatores são oxidados, desfazendo-se de elétrons, que entram na via de fosforilação oxidativa (grande geração e conservação de ATP). Estágio 1 produção de acetil-CoA Amino ácidos Ácidos graxos glicose glicólise Complexo da piruvato desidrogenase Acetil-CoA Estágio 2 oxidação de acetil-CoA Acetil-CoA Transportadores de e- reduzidos Ciclo do ácido cítrico Transportadores de e- reduzidos Estágio 3 transferência de elétrons e fosforilação oxidativa Cadeia respiratória (transferência de elétrons) Preparação para o ciclo – oxidação do piruvato • Conexão metabólica entre o ciclo e a Glicólise. • Não é parte o ciclo de Krebs mas fornece o substrato-chave para o mesmo. • É uma descarboxilação oxidativa IRREVERSÍVEL. Corresponde ao destino do piruvato formado ao final da Cadeia Glicolítica em condições aeróbicas. • É catalisado por um complexo de 3 enzimas denominado. Complexo da Piruvato- Desidrogenase (matriz mitocondrial). A coenzima A é composta de: 1 - a adenosina 3'-fosfato 2 - o pirofosfato 3 + 4 -o ácido pantoico (3 + 4 = ácido pantotênico) 5 - a cisteamina (2-aminoetanotiol) A parte reativa é a função tiol (-SH) da tioetanolamina e ela é simbolizada muitas vezes por HS-CoA (ou CoA-SH). Regulação do complexo: Inibido pelo produto (acetilCoa) e por níveis elevados de NADH Modificação covalente – 2 formas: ativa = não fosforilada inativa = fosforilada. - inibição: ATP, acetil-CoA, NADH, ác. graxos; - ativação: AMP, CoA, NAD+, Ca++ Oxidação do piruvato à acetil-coA Complexo piruvato dehidrogenase O ciclo de Krebs – descrição da via (8 etapas) 1- Síntese do Citrato Citrato sintase • Inibida por ATP, NADH, sucinilCoA. O citrato inibe a PFK1 e ativa a acetilCoA carboxilase (fonte de acetilCoA para síntese de ac. Graxos) 2- Isomerização do Citrato a Isocitrato 3- Oxidação descarboxilativa do Isocitrato a a –Cetoglutarato = 1º NADH e CO2 Enzima ativada por ADP e inibida por ATP e NADH. 4- Oxidação descarboxilativa do a -KG a Succinil-CoA 2º CO2 e NADH. Intoxic. por Arsênico Inibido por ATP, GTP, NADH e succinilCoA. 5- Hidrólise do Succinil-CoA a Succinato Formação de um GTP interconversível a ATP Succinil CoA = fonte de HEME 6- Oxidação do Succinato a Fumarato produz FADH2 7- Hidratação do Fumarato a Malato 8- Oxidação do Malato a Oxaloacetato = novo ciclo Reações anapleróticas Outra função do ciclo de Krebs: repor substratos para biomoléculas “Reações que completam", são reações que completam as concentrações de intermediários do Ciclo de Krebs, quando a concentração de um deles diminui, garantindo assim a continuidade da via. via ANFIBÓLICA Repor intermediários – ciclo funcionar Regulação do Ciclo de Krebs São 4 as enzimas que regulam a velocidade do Ciclo de Krebs, atuando na regulação do fornecimento de combustível para a via – Acetil-CoA – e no ciclo propriamente dito. 1. Complexo piruvato- desidrogenase 2. Citrato Sintase 3. Isocitrato Desidrogenase 4. Alfa-cetoglutarato desidrogenase Bactérias e plantas Via alternativa de metabolismo de acetil- CoA, Encontrada nos vegetais e em algumas bactérias Permite a síntese de glicose e a produção de intermediários do ciclo de Krebs a partir de acetil-CoA.
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