ciclo de Krebs

Prévia do material em texto

CICLO DE KREBS
Disciplina de Bioquímica
OBS: esta apresentação é somente para orientação, é imprescindível 
complementar com o estudo da bibliografia indicada para a disciplina
Introdução – Ligação entre glicólise e ciclo de Krebs
No final da glicólise são formadas 2 moléculas de piruvato
Numa célula na condição anaeróbica há acúmulo de NADH no citosol 
�o piruvato é convertido em lactato
Numa célula na condição aeróbica existe pouca quantidade de NADH ou 
FADH2
� os pares de elétrons têm mais afinidade pelo O2 do que pelas coenzimas
� os elétrons são transferidos para o O2 restando as coenzimas oxidadas 
NAD+ e FAD
O piruvato acumulado no citosol é transferido para o interior da mitocôndria 
e ocorre a transformação em Acetil-CoA � descarboxilação do piruvato
O piruvato que apresenta 3 carbonos perde 1 carbono na forma de CO2 �
os 2 carbonos restantes são transferidos para a Coenzima A formando a 
Acetil-Coenzima A
O grupamento acetil da acetil-CoA será degradado no ciclo de Krebs
A enzima que catalisa a transformação do piruvato em acetil-CoA é 
um complexo enzimático � piruvato desidrogenase
Um complexo multienzimático é um agrupamento de enzimas que 
catalisam uma seqüência de reações que compõem uma etapa do 
metabolismo
Importante � se uma das enzimas que compõem o complexo estiver 
inibida todo o complexo fica inibido
Assim, o complexo piruvato desidrogenase necessita de vários 
cofatores para a sua atividade, tais como: NAD+, FAD, TPP (tiamina 
pirofosfato), CoA, ácido lipóico e Mg+2
É necessário que existam quantidades adequadas de todos esses 
cofatores para uma adequada atividade do complexo 
OBS: esta apresentação é somente para orientação, é imprescindível complementar com o 
estudo da bibliografia indicada para a disciplina
Definição: é o ciclo de degradação do grupamento acetila da acetil-CoA
Função: visa a produção de ATP
Localização: ocorre na matriz mitocondrial 
Ciclo de Krebs
O que ocorre?
As reações:
Reação 1 � o grupamento acetila da acetil-CoA se combina com uma 
molécula de oxalacetato (que tem 4 Carbonos) e por ação da enzima 
citrato sintase é formado o citrato com 6 carbonos
� Essa reação consome uma molécula de água e libera a CoA
Reação 2 � o citrato é isomerizado até isocitrato, uma OH muda de 
posição, por ação da aconitase ou aconitato hidratase
As enzimas
Reação 3 � o isocitrato sofre a primeira reação de oxidação � um 
par de elétrons é transferido para o NAD+ formando NADH por ação da 
isocitrato DH
O isocitrato (6 C) perdeu um CO2 e formou o 2-oxoglutarato ou 
α-cetoglutarato (5 C)
Reação 4 � o 2-oxoglutarato sofre a segunda oxidação � um par de 
elétrons é transferido para o NAD+ formando NADH por ação do 
complexo 2-oxoglutarato DH - similar ao complexo piruvato DH 
É liberado mais um CO2 e o produto formado é a succinil-CoA (4 C) 
� uma molécula bastante energética
Reação 5 � a succinil-CoA por ação da succinato-CoA ligase perde 
energia quando ocorre a separação do succinatoda CoA. 
Essa energia é usada para combinar um GDP (guanosina difosfato) com 
um fosfato dando origem a um GTP (guanosina trifosfato)
O succinato (4 C) sofrerá as transformações seguintes até formar 
novamente o oxalacetato, que iniciou o ciclo 
Reação 6 � o succinato sofre a terceira oxidação � perde mais um par 
de elétrons é transferidos para o FAD formando o FADH2 por ação da 
succinato DH 
É formado o fumarato que apresenta uma ligação dupla entre os carbonos 
2 e 3. 
Reação 7 � o fumarato sofre hidratação � recebe uma molécula de água -
dá origem ao malato, por ação da fumarato hidratase;
Reação 8 � o malato é transformado em oxalacetato por ação da malato DH. 
Essa é a quarta oxidação � um par de elétrons é transferida ao NAD+
formando o NADH.
O oxalacetato fecha o ciclo
OBS: esta apresentação é somente para orientação, é imprescindível complementar com o 
estudo da bibliografia indicada para a disciplina
Generalidades
- No ciclo entram 2 C como grupo acetila e deixam o ciclo 2 C como CO2
por ação das enzimas isocitrato desidrogenase (DH) e 2-oxoglutarato 
DH;
- No ciclo ocorrem 4 etapas de óxido-redução sendo 3 pares de elétrons 
transferidos para o NAD+ por ação das enzimas isocitrato, 2-
oxoglutarato e malato DHs. Um par de elétrons é transferido para o FAD 
por ação da succinato DH;
- O ciclo só opera na condição aeróbica 
�� os elétrons recebidos pelas coenzimas serão transferidos para o O2, 
via cadeia respiratória, para que o NADH e FADH2 voltem a sua forma 
oxidada � NAD+ e FAD 
�� é necessário ter NAD+ e FAD para que possam receber novos pares 
de elétrons
Produtos do ciclo de Krebs e seus destinos
CO2 - será transferido para a corrente sanguínea para ser eliminado 
pelos pulmões;
NADH e FADH2 – as coenzimas reduzidas irão entregar os seus pares 
de elétrons para o O2, via cadeia respiratória. 
�� Cada NADH dá origem 3 ATPs na cadeia respiratória
�� Cada FADH2 dá origem 2 ATPs
GTP - transfere um grupamento fosfato para um ADP formando um ATP 
e um GDP. 
� O GDP fica disponível para receber mais um fosfato no ciclo de 
Krebs.
OBS: esta apresentação é somente para orientação, é imprescindível complementar com 
o estudo da bibliografia indicada para a disciplina
Regulação do ciclo de Krebs
A regulação acontece em dois níveis:
a) na piruvato desidrogenase:
- esse complexo multienzimático é regulado pelos produtos 
� o acúmulo dos produtos da enzima = acetil-CoA e o NADH são 
inibidores; também é inibido quando existe alta concentração de 
ATP � pois indica alta carga energética 
� � � não existe sentido em produzir ATP quando já existe ATP 
suficiente.
- quando acumula NAD+, CoA e ADP � indicadores de baixa carga 
energética � � ativam a enzima.
b) no ciclo propriamente dito: a lógica de regulação das enzimas do 
ciclo funcionam de forma similar.
- Citrato sintase: é ativada quando existe baixa carga energética 
indicada por acúmulo de ADP e NAD+ e inibida quando acumulam 
ATP e NADH, indicadores de alta carga energética.
- Isocitrato DH:
- ativada quando existe baixa carga energética � alta concentração de 
ADP, AMP e NAD+; 
- é inibida quando existe alta carga energética � alta concentração de 
ATP e NADH.
�� A Isocitrato DH pode estar inibida :
� após uma refeição, depois que houve digestão e absorção da glicose, 
nesse caso acontecerá o estímulo à síntese de lipídeos no fígado e 
tecido adiposo. 
� no jejum prolongado (além de 18 horas sem ingesta de alimento) 
significa que, no fígado e nos rins está aumentada a degradação de 
lipídeos e ocorre o estímulo à síntese endógena de glicose, isto é, o 
organismo desencadeia uma estratégia para fornecer glicose a corrente 
sanguínea.
OBS: esta apresentação é somente para orientação, é imprescindível complementar com o 
estudo da bibliografia indicada para a disciplina
Deficiência de tiamina x beribéri
A tiamina � vitamina B1 � serve de matéria-prima para a síntese do TPP, 
tiamina pirofosfato, que é coenzima dos componentes dos complexos 
multienzimáticos piruvato DH e 2-oxoglutarato DH.
Na presença de quantidade insuficiente de cofator a atividade das 
enzimas fica comprometida � compromete a síntese adequada de ATP 
nos tecidos. A falta de energia nos tecidos principalmente muscular e 
nervoso é o beribéri, uma avitaminose em que os sintomas são 
musculares e nervoso.
Os sintomas do beribéri são fraqueza muscular que causa tremores, 
sensações epidérmicas distorcidas e formigamento nas extremidades. 
Esses sintomas regridem quando se faz suplementação de vitamina B1 e 
se previne o reaparecimento dos sintomas fazendo dieta adequada.
O beribéri é comum em grupos orientais que se alimentam 
exclusivamente de arroz, já que o arroz, principalmente o polido, é pobre 
em tiamina. Também pode ocorrer em alcoólatras mal nutridos.
Bibliografia
RIEGEL, R. E.Bioquímica. 3. ed. São Leopoldo: Unisinos, 2004.
KOOLMAN, J., RÖEHM, K. H. Color Atlas of Biochemistry. 2. 
ed. New York: Thieme, 2005. Documento eletrônico.
NELSON, D. L., COX, M. M. Lehninger Principles of 
Biochemistry. 4. ed. 2005. Documento eletrônico.