06 Aula 5 Ciclo de krebs

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05/10/2014
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Ciclo de Krebs
Prof. Ms Caio Victor Coutinho de Oliveira
 Rica em energia potencial
 Oxidação completa gera energia livre padrão -
2.840 KJ/mol.
 Seu armazenamento como polímero, a célula
mantém uma osmolaridade citosólica
relativamente baixa.
Glicose
 A glicose armazenada pode ser empregada para
produzir ATP de maneira aeróbica e anaeróbica.
 Glicose também pode ser utilizada como
precursor biossintético de aminoácidos,
nucleotídeos, coenzimas, ácidos graxos e outros.
Glicose
 Em plantas e animais, a glicose possui três destinos:
Armazenamento (polissacarídeo e sacarose).
Oxidação até piruvato para fornecer ATP e
intermediários metabólicos.
Oxidação das pentoses pela via as pentoses fosfato
produzindo ribose 5-fosfato para a síntese de ácidos
nucléicos e NADPH que participará na redução
química biossintética.
Glicose
 Estágio 1 – Produção de Acetil-CoA: as moléculas de glicose,
aminoácidos e ácidos graxos são oxidados para liberar fragmentos
com 2 átomos de carbonos, acetil (Acetil-CoA).
 Estágio 2 – Oxidação de Acetil-CoA: esses grupos acetil são
introduzidos no ciclo e oxidados até CO2. A energia é conservada nos
transportadores NADH e FADH2.
 Estágio 3 – Transferência de elétrons e fosforização oxidativa: os
elétrons são conduzidos na cadeia transportadora de elétrons até
O2. Durante este processo uma grande quantidade de energia é
liberada na forma de ATP.
Respiração
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Funções
1. Oxidar a Acetil-CoA em CO2 e H2O
2. Fornecer elétrons para a Cadeia Respiratória
3. Função biossintética: geração de intermediários
de compostos quimicamente importantes
Características
 É um ciclo metabólico: OAA (inicia a via) é
regenerado
 Ocorre em aerobiose
 É comum ao metabolismo de glicídios, protídeos
e lipídeos
 Via anfibólica (degrada Acetil CoA e sintetiza aa)
Acetil CoA: 
origens
Carboidrato (glicogênio)
Gorduras (Triacilglicerois, glicerofosfolipídeos
e esfingolipídeos)
Proteínas (AA)
Estágio 1: Produção de 
Acetil- CoA
1. A produção de acetil – CoA é catalisada pela piruvato
desidrogenase (PDH), onde o grupo carboxila é removido do
piruvato na forma de CO2 e os 2 carbonos remanescentes
formam o acetil.
2. A reação completa é chamada de descarboxilação oxidativa.
Os três componentes do 
Complexo da Piruvato 
Desidrogenase:
Estágio 1: Produção de 
Acetil- CoA
E1- Piruvato desidrogenase
E2- Dihidrolipoil transacetilase
E3- Dihidrolipoil desidrogenase
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Complexo Piruvato Desidrogenase
As reações seqüenciais de desidrogenação e descarboxilação ocorrem 
com 3 enzimas e 5 coenzimas ou grupos prostéticos:
Estágio 1: Produção de 
Acetil- CoA
A deficiência da tiamina (Vitamina B1) causa a doença de Beribéri
caracterizada por distúrbios neurológicos, paralisia atrofia cardíaca e
morte.
Holoenzimas Regulação da 
PDH
 Inativa quando fosforilada
 Regulação Hormonal
 Hiperglicemia é sinal para conversão de
Piruvato a Acetil-CoA
 Inibida no Jejum e exercício
 Regulação Alostérica
 Inibida por Ácidos Graxos
 Ativada por NAD+, AMP, CoA
Estágio 2: Oxidação 
do Acetil- CoA
1.Formação de citrato pela citrato sintase.
O grupo acetil é transferido para o oxalacetato
para formar o citrato, um composto com 4C.
Reações do Ciclo 
de Krebs
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2. Aconitase: catalisa a isomerização da reação removendo
e adicionando água ao cis-aconitato em diferentes
posições. O isocitrato é consumido rapidamente no
próximo passo.
Reações do Ciclo 
de Krebs
3. Isocitrate desidrogenase: Oxidação do isocitrato em α-
cetoglutarato e CO2.
É uma carboxilação oxidativa liberando o NAD ou NADPH.
Reações do Ciclo 
de Krebs
4. a-cetoglutarato desidrogenase: Oxidação do α -cetoglutarato em
Succinil Co-A e CO2. Descarboxilação oxidativa pela α-cetoglutarato
desidrogenase liberando NADH. Esta enzima forma um complexo,
onde o aceptor de elétrons é o NADH.
Reações do Ciclo 
de Krebs
5. Succinil-CoA sintetase: o succinil-CoA tem uma energia
livre padrão na ligação tioéster. O rompimento desta
ligação libera energia suficiente para a formação de ATP ou
GTP.
Reações do Ciclo 
de Krebs
6. Succinato desidrogenase: faz a oxidação do succinato em fumarato,
liberando FADH2. Esta enzima é crítica no ciclo.
O malonato é um análogo do succinato, sendo um potente inibidor
competitivo da succinato desidrogenase, bloqueando o ciclo do ácido
cítrico.
Reações do Ciclo 
de Krebs
7. Fumarase: faz a hidratação do fumarato em malato.
Reações do Ciclo 
de Krebs
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8. L-Malato desidrogenase: faz oxidação do malato em oxalacetato.
É uma enzima NAD-dependente. Esta reação é rapidamente
consumida para o próximo passo na formação do citrato. Assim, as
concentrações de oxalacetato é reduzido no ciclo.
Reações do Ciclo 
de Krebs
A conservação de 
energia da oxidação
Vias de Desgaste e 
Reforço
 Vias de Desgaste
 Vias de Reforço
Vias nas quais os intermediários do CK produzem
outros compostos para sintetizar ATP
Moléculas podem ser usadas para sintetizar
intermediários do CK (relacionadas à degradação
de AA)
Vias de Reforço
Papel do Ciclo do Ácido 
Cítrico no anabolismo
Vias 
Anapleróticas
São reações que visam aumentar a 
[Oxalacetato], quando se aumenta a produção 
de Acetil-CoA ou quando há desvios de 
intermediários do CK para outras vias
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Vias 
Anapleróticas
Vias 
Anapleróticas
Regulação
O fluxo de átomos de C do piruvato através do
ciclo é estreitamente regulado em 2 níveis:
 Conversão de piruvato em acetil-coA
 Entrada de Acetil-CoA no ciclo
Com relação a velocidade, 3 fatores governam:
 Disponibilidade de substrato
 Inibição por acúmulo de produtos
 Inibição alostérica retroativa pelas enzimas
Regulação
Inibidores do 
CK
 Envenenamentos
Fluoracetato: presente em folhas venenosas da
África. Convertido em Fluoracetil-CoA, reagindo
com Oxalacetato. Inibe a Aconitase
Arsênico: sal orgânico tóxico; liga-se
covalentemente a sulfidrilas, presentes na Piruvato
Desidrogenase e alfa-Ceto Glutarato desidrogenase
Uma variação do ciclo de Krebs encontrado em plantas e
bactérias
 Ciclo do glioxalato oferece um meio para plantas e
bactérias crescerem em meios contendo unicamente
acetato como fonte de carbonos.
Os passos de descarboxilação são evitados e um
equivalente acetato extra é utilizado
Em plantas e 
bactérias...
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 Isocitrato liase e malato sintase são as enzimas chaves
do ciclo.
O ciclo do glioxalato ajuda as plantas a crescerem no
escuro.
Glioxissomos se valem de três reações que ocorrem na
mitocôndria: de succinato a oxaloacetato.
Em plantas e 
bactérias...
Ciclo do Glioxalato
Ciclo do Glioxalato
H+
Elétrons altamente
energéticos
Cadeia 
transportadora
De elétrons
O2 + 4H
+ + 4e-  2H2O
Estágio 3 - Transferência 
de elétrons 
NADH NAD
Complexo 
Enzimático
I
Q
Cit c
Complexo 
Enzimático
II
Complexo 
Enzimático
IIIH+
½ O2 H2O
H+
Cadeia 
Respiratória
Elétrons altamente
energéticos
Cadeia 
transportadora
De elétrons
O2 + 4H
+ + 4e-  2H2O
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+
Inibidores da 
Cadeia Respiratória
 Malonato
Inibe o Complexo II (Succinato Desidrogenase).
Promove morte lenta, por asfixia.
 Cianeto e Monóxido de Carbono
Inibem o Complexo IV (deixando a CR num estado
reduzido). Maior dependência do Metabolismo
anaeróbio
Proteínas 
Desacopladoras
 Proteínas da família UCP-1 e UCP-3
Aumentam a permeabilidade da membra interna
da mitocôndria aos protons.
T3 e T4: apresentam atividade desacopladora
Tecido adiposo marrom: termogenina
GLICÓLISE
Ác. pirúvico Acetil-CoA
CADEIARESPIRATÓRIA
2 ATP 5 ATP 5 ATP 15 ATP 3 ATP 2 ATP 
2 ATP
2 ATP
2 NADH
2 NADH
6 NADH 2 FADH
CICLO DE 
KREBS
MITOCÔNDRIA
CITOPLASMA
Balanço Energético