Ciclo do ácido cítrico

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CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
Universidade Federal da Paraíba
Centro de Ciências Agrárias
Programa de Pós-Graduação em Zootecnia
Disciplina: Bioquímica (Metabolismo Intermediário)
Docente: Lara Toledo
Discente: José Danrley Cavalcante dos Santos
INTRODUÇÃO
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Passo central e pivô no metabolismo;
A glicose é apenas a primeira etapa para a oxidação;
Atividade física(emagrecimento).
PIRUVATO
OXIDADO
H20
CO2
INTRODUÇÃO
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Não produz muito ATP;
Oxida matéria orgânica NADH e FADH2
Cadeia respiratória Produção de ATP’s
28 ATP’s
elétrons-
95% da necessidade da célula humana
RESPIRAÇÃO
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Captação de O2 e eliminação de CO2 por organismos multicelulares;
3 estágios principais:
1- oxida em comp. 2C (Acetil-CoA);
2- oxida enzimaticamente CO2;
3-energia liberada e conservada na forma de ATP;
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
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Hans Krebs (1900-1981)
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Fritz Albert Lipmann
PRODUÇÃO DE ACETIL-CoA
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Conversão dos esqueletos de carbono dos açucares e ácidos graxos;
Piruvato oxidado em Acetil-CoA e CO2 pelo complexo piruvato-desidrogenase (PDH);
Complexo multienzimático no qual uma série de intermediários químicos permanece ligada às moléculas de enzima à medida que o substrato é transformado no produto final.
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Oxidação do piruvato a acetil-CoA e CO2
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Pirofosfato de tiamina (TPP);
Dinucleotídeo de flavina-adenina (FAD), 
Coenzima A (CoA),
Dinucleotídeo de nicotinamida-adenina (NAD) e lipoato. 
Descarboxilação oxidativa
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Vitaminas: Tiamina (no TPP), riboflavina (no FAD), niacina (no NAD) e pantotenato (na CoA).
Funções das enzimas
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FAD e NAD Transportador de elétrons;
TPP Coenzima da piruvato-descarboxilase;
Lipoato atua como transportador de eletrôns e como transportador de acilas;
Coenzima A 
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Formação de um tioésteres
Carreador de acilas
ADP
Ligação amida
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Piruvato desidrogenase (E1);
Diidrolipoil-transacetilase (E2); 
Dihidrolipoil-desidrogenase (E3);
Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Controla a velocidade de reações evita a difusão do substrato 
Minimiza reações secundárias 
Controle coordenado
Complexo piruvato-desidrogenase
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Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Complexo piruvato-desidrogenase
Imagem tridimensional do complexo da PDH
60 moléculas de E2, arranjadas em 20 trímeros de formam que formam um dodecaedro pentagonal
Domínio lipoil de E2
* = Ligação em lipoil e grupo lipoil E2
E1 arranjadas
E3 unido ao centro
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Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Complexo piruvato-desidrogenase
REAÇÕES DO CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
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Ciclo do ácido cítrico
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Grande extração de energia a partir de 1 Acetil -CoA
 8 reações enzimáticas 
1: Citrato Sintase -- 6: Succinato desidrogenase 
2: Aconitase 		 --7: Fumarase
3: Isocitrato desidrogenase -- 8: Malato desidrogenase
 4: α -cetoglutarato desidrogenase 
5: Succinil -CoA Sintetase
Objetivo: Retirar H e elétrons da Mat. Orgânica
“
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Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Piruvato a acetil-CoA
NADH + H+
Primeiro CO2
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Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Ciclo do ácido cítrico -1ª reação
Aumento no nível de energia
Fonte de energia
Formação do citrato
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Primeiro a se ligar, criando um sítio ativo para o segundo substrato
Estrutura da citrato-sintase
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Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Ciclo do ácido cítrico – 2ª Reação 
Formação de isocitrato via cis-aconitato
Centro de ferro-enxofre: atua na ligação do substrato ao sítio ativo e na adição e remoção catalítica de H20
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Fonte: Princípios de bioquímica de Lehninger, 2014.
Ciclo do ácido cítrico – 3ª Reação
Oxidação do isocitrato a a-cetoglutarato e CO2
Descarboxilação oxidativa
Interage com o grupo carbonil
Estabiliza o enol
Produção de NADH para Cad. Respiratória
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Ciclo do ácido cítrico – 4ª reação
Oxidação do a-cetoglutarato a succinil-CoA e CO2
Descarboxilação oxidativa
Transportador do grupo succinil
Aceptor de elétrons
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Ciclo do ácido cítrico
Um mecanismo conservado para a descarboxilação oxidativa
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Ciclo do ácido cítrico – 5ª Reação
Conversão de succinil-CoA a succinato.
 nucleosídeo-difosfato--cinase
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Ciclo do ácido cítrico – 5ª Reação
Conversão de succinil-CoA a succinato.
 nucleosídeo-difosfato--cinase
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Ciclo do ácido cítrico – 6ª Reação
Oxidação do succinato a fumarato
Não tem energia para formar o NADH
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Ciclo do ácido cítrico – 7ª Reação (Restauração)
Hidratação do fumarato a malato
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Ciclo do ácido cítrico – 8ª Reação
Hidratação do fumarato a malato
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Ciclo do ácido cítrico – 
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Reações anapleróticas
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Controle do ciclo
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Balanço energético negativo
Mobilização das reservas corporais;
Toxemia da gestação em ovinos e caprinos;
Lipidose hepática e cetose em bovinos.
“As alterações no metabolismo decorrentes da lactogênese podem ser o aumento da lipólise, diminuição da lipogênese no tecido adiposo, aumento da gliconeogênese e glicogenólise no fígado bem como diminuição do uso de glicose e aumento na mobilização e utilização de lipídeos e de reservas proteicas dos tecidos musculares como fonte energética (SVENNERSTEN-SJAUNJA e OLSSON, 2005). “
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Balanço energético negativo
Oxaloacetato
retardamento
Ciclo de Krebs e o uso de Acetil CoA
Desvio
Reserva de Acetil CoA
Corpos cetônicos
Mobilização de triglicerídeos
Aumentar a gluconeogênese
Aumento na liberação de AG livre
Resultado final
Acetil COa
Entrar no ciclo de Krebs
Corpos cetônicos
Acidose metabólica em animais com cetose
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Cetose
A cetose começa apenas quando a absorção e a produção de corpos cetônicos chega a exceder seu consumo pelo ruminante como fonte de energia, o que resultará em elevados níveis sangüíneos de corpos cetônicos e de ácidos graxos livres ou não esterificados e hipoglicemia (Fleming, 1993).
Apensa 10% da glicose está disponível nos ruminantes.
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Cetose
Acetato
Sintese de gorduras
Acetoacetil CoA (Pouca glicose)
Butirato
Acetil Coa
Ciclo de Krebs sem ganho de glicose
Proprionato
Direto no C. Krebs
Succinil CoA
A eficiente oxidação do acetil CoA depende de suprimento adequado de oxaloacetato, gerado de precursores gluconeogênicos, principalmente o propionato (rúmen) e o lactato e o piruvato (metabolismo anaeróbico da glicose). 
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Lipodise hepática
Presença de lipideos
Nos períodos de balanço energético negativo, a gordura é mobilizada para que haja ácidos graxos livres (AGL), ácidos graxos não esterificados (AGNE) e glicerol como substratos de energia. No fígado o glicerol pode ser usado na produção de glicose, ou ser recombinado com AGL e AGNE para a síntese de triglicerídios (MacLachlan e Cullen, 1998).
O excesso de acetil-CoA é incompletamente oxidado até a formação de corpos cetônicos. Os triglicerídios eventualmente deixam o fígado, como lipoproteínas de densidade muito baixa (VLDL).
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Lipodise hepática
A lipidose hepática ocorre quando a velocidade de formação de triglicerídios hepáticos excede a oxidação dos AGCL e a formação e liberação das LDMB para a circulação periférica 
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Intoxicação por amônia
Acidose metabólica, hipercalemia terminal e parada cardíaca. 
Acúmulo de amônia
Quadro tóxico
Uréia
Ciclo de Krebs
Glicólise anaeróbica
OBRIGADO!
José Danrley Cavalcante dos Santos
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