Ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa

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Ciclo de Krebs ou Ciclo do Ácido 
Cítrico 
• Organismos fotossintéticos: fazem a síntese de glicose reduzindo o CO2 
atmosférico em triose e depois em glicose. 
 
 
 
 
 
 
• Organismos não fotossintéticos; obtém a glicose a partir da alimentação 
ou gliconeogênese. 
Origem da glicose 
produto 
energia 
reagentes 
t 
E
N
E
R
G
IA
 
ENDOTÉRMICA 
Ex.: Fotossíntese 
 
6CO2 + 12H2O + LUZ  C6H12O6 +6O2 + H2O 
produtos 
energia 
reagente 
E
N
E
R
G
IA
 
EXOTÉRMICA 
t 
Ex.: Respiração celular 
 
C6H12O6 + CO2  +6CO2 + 6H2O + Energia 
• 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 ate O2. Durante este 
processo uma grande quantidade de energia é liberada na forma de ATP. 
Respiração 
Respiração 
• Etapa 1 – Glicólise  Citoplasma 
• Etapa 2 – Ciclo de Krebs  Matriz mitocondrial 
• Etapa 3 – Fosforilação oxidativa  Cristas miticindriais 
Respiração 
• Etapa 1 – Glicólise  Citoplasma 
• Etapa 2 – Ciclo de Krebs  Matriz mitocondrial 
• Etapa 3 – Fosforilação oxidativa  Cristas miticindriais 
Estágio 1: Oxidação do Piruvato 
Piruvato (uma molécula de três átomos de carbono)  acetil CoA (uma molécula 
de dois átomos de carbono ligada a coenzima A) 
 
  produz um NADH. 
  libera uma molécula de dióxido de carbono. 
Estágio 1: Produção de Acetil- CoA 
Oxidação do Piruvato 
Piruvato Reação de 
Oxidação 
Acetil-CoA 
Etapa 1. Um grupo carboxila é retirado do 
piruvato e liberado na forma de uma molécula de 
dióxido de carbono, deixando uma molécula com 
dois carbonos para trás. 
Estágio 1: Produção de Acetil- CoA 
Oxidação do Piruvato 
Piruvato Reação de 
Oxidação 
Acetil-CoA 
Etapa 2. A molécula com dois carbonos da etapa 1 é 
oxidada e os elétrons perdidos na oxidação são 
capturados pelo NAD+, para formar NADH. 
 
Estágio 1: Produção de Acetil- CoA 
Oxidação do Piruvato 
Piruvato Reação de 
Oxidação 
Acetil-CoA 
Etapa 3: A molécula com dois carbonos oxidada—um 
grupo acetil, destacado em verde— une-se à 
Coenzima A, uma molécula orgânica derivada da 
vitamina B5, para formar acetil-CoA. 
Acetil-CoA é, às vezes, chamado de molécula 
carreadora e seu trabalho aqui é carregar o grupo 
acetil para o ciclo do ácido cítrico. 
 
 As reações seqüenciais de desidrogenação e descarboxilação 
ocorrem com 3 enzimas e 5 coenzimas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estágio 1: Produção de Acetil- CoA 
(B3) 
(B5) 
Estágio 2: 
Oxidação do Acetil-CoA 
1. Formação de citrato pela citrato sintase. 
2. O grupo acetil é transferido para o oxalacetato para formar o citrato, um 
composto com 4C. 
 
Reações do Ciclo de Krebs 
2. Aconitase: Esta enzima catalisa a isomerização da reação removendo e 
adicionando água ao cis-aconitate 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 
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 
Regulação do ciclo 
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 
NADH NAD 
Complexo 
Enzimático 
 I 
Q 
Cit c 
Complexo 
Enzimático 
 II 
Complexo 
Enzimático 
 III H+ 
½ O2 H2O 
H+ 
Cadeia respiratória 
Elétrons altamente 
energéticos 
Cadeia 
transportadora 
De elétrons 
O2 + 4H
+ + 4e-  
2H2O 
H+ 
Elétrons altamente 
energéticos 
Cadeia 
transportadora 
De elétrons 
O2 + 4H
+ + 4e-  2H2O 
Estágio 3 - Transferência de elétrons 
+ 
BALANÇO ENERGÉTICO 
BALANÇO ENERGÉTICO 
GLICÓLISE 
 
 Piruvato Acetil-CoA 
CADEIA TRANSPORTADORA DE 
ELÉTRONS 
2 ATP 6 ATP 6 ATP 18 ATP 4 ATP 
2 ATP 
2 ATP 
2 ATP 
2 NADH 
2 NADH 
6 NADH 2 FADH 
CICLO DE 
KREBS 
MITOCÔNDRIA 
CITOPLASMA 
BALANÇO ENERGÉTICO