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CICLO DE KREBS
 
O ciclo de Krebs, tricarboxílico ou do ácido cítrico, corresponde a uma série de reações
químicas que ocorrem na vida da célula e seu metabolismo. Descoberto por Sir Hans Adolf
Krebs (1900-1981). O ciclo é executado na matriz da mitocôndria dos eucariotes e no
citoplasma dos procariotes. Trata-se de uma parte do metabolismo dos organismos aeróbicos
(utilizando oxigênio da respiração celular). O ciclo de Krebs é uma rota anfibólica, ou seja,
possui reações catabólicas e anabólicas, com a finalidade de oxidar a acetil-CoA (acetil
coenzima A), que se obtém da degradação de carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos a
duas moléculas de CO2.
Este ciclo inicia-se quando o piruvato que é sintetizado durante a glicólise é transformado em
acetil CoA (coenzima A) por ação da enzima piruvato desidrogenase. Este composto vai
reagir com o oxaloacetato que é um produto do ciclo anterior formando-se citrato. O citrato vai
dar origem a um composto de cinco carbonos, o alfa-cetoglutarato com libertação de NADH, e
de CO2. O alfa-cetoglutarato vai dar origem a outros compostos de quatro carbonos com
formação de GTP, FADH2 e NADH e oxaloacetato. Após o ciclo de krebs ocorre outro
processo denominado fosforilação oxidativa.
O ciclo do ácido cítrico começa com o Acetil-CoA, transferindo seu grupo acetila de dois
carbonos ao composto receptor oxaloacetato, de quatro carbonos, formando um composto de
seis carbonos, o citrato.
O citrato então passa por uma série de transformações químicas, perdendo dois grupos
carboxila na forma de CO2. Os carbonos liberados na forma de CO2 são oriundos do
oxaloacetato, e não diretamente do Acetil-CoA. Os carbonos doados pelo Acetil-CoA se
tornam parte do oxaloacetato após o primeiro passo do ciclo do ácido cítrico. A transformação
dos carbonos doados pelo Acetil-CoA em CO2 requer vários passos no ciclo de Krebs. No
entanto, por causa do papel do ácido cítrico no anabolismo (síntese de substâncias
orgânicas), ele pode não ser perdido já que muitas substâncias intermediárias do ciclo
também são usadas como precursoras para a biosíntese em outras moléculas. A maior parte
da energia disponível graças ao processo oxidativo do ciclo é transferida por elétrons
altamente energéticos que reduzem o NAD+, tranformando-o em NADH. Para cada grupo
acetila que entra no cliclo de Krebs, três moléculas de NADH são produzidas (o equivalente a
2,5 ATPs). Elétrons também são transferidos ao receptor Q, formando QH2. No final de cada
ciclo, o Oxoalocetato de quatro carbonos é regenerado, e o processo continua.
 
As principais etapas do ciclo de Krebs:
 
1°: Oxalacetato(4 carbonos) Citrato(6 carbonos)
O ácido acético proveniente das vias de oxidaçao de glicídios, lipídios e proteínas, combinam-
se com a coenzima a formando o Acetil - CoA. A entrada deste composto no ciclo de Krebs
ocorre pela combinação do ácido acético com o oxalacetato presente na matriz mitocondrial.
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Esta etapa resulta na formação do primeiro produto do ciclo de Krebs, o citrato. O coenzima
A, sai da reação como CoASH.
 
2°: Citrato (6 carbonos) Isocitrato(6 carbonos)
O citrato sofre uma desidratação originando o isocitrato. Esta etapa acontece para que a
molécula de citrato seja preparada para as reações de oxidação seguintes
 
3°: Isocitrato αcetoglutarato (5 carbonos)
Nesta reação há participaçao de NAD, onde o isocitrato sofre uma descaborxilação e uma
desidrogenação transformando o NAD em NADH, liberando um CO2 e originando como
produto o alfa-cetoglutarato
 
4°: αcetoglutarato Succinato (4 carbonos)
O α-cetoglutarato sofre uma descarboxilação, liberando um CO2. Também ocorre uma
desidrogenação com um NAD originando um NADH, e o produto da reação acaba sendo o
Succinato
 
5°: Succinato Succinil - CoA
O succinato combina-se imediatamente com a coenzima A, originando um composto de
potencial energético mais alto, o succionil-Coa.
 
6°: Succinil-Coa Succinato
Nesta reação houve entrada de GDP+Pi, e liberação de CoA-SH. O succinil-CoA libera
grande quantidade de energia quando perde a CoA, originando succinato. A energia liberada
é aproveitada para fazer a ligação do GDP com o Pi(fosfato inorgânico), formando o GTP,
como o GTP não é utilizado para realizar trabalho deve ser convertido em ATP, assim esta é a
única etapa do Ck que forma ATP.
 
7°: Succinato Fumarato
Nesta estapa entra FAD. O succinato sofre oxidaçao através de uma desidrogenação
originando fumarato e FADH2. O FADH2 é formado apartir da redução do FAD.
 
8°: Fumarato Malato
O fumarato é hidratado formando malato.
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9°: Malato Oxalacetato
Nesta etapa entra NAD. O malato sofre uma desidrogenacão originando NADH, a partir do
NAD, e regenerando o oxalacetato.
 
A influência do ciclo de Krebs no processo da respiração celular começa com a glicólise,
processo ocorrido no citoplasma de uma célula, onde a glicose, obtida através dos alimentos
ingeridos, passa por uma série de dez reações químicas que culminam na formação de duas
moléculas de ácido pirúvico. É a partir desse ponto que começa a participação do ciclo de
Krebs na respiração propriamente dita.
O ciclo de Krebs ocorre dentro da mitocôndria, logo as moléculas de ácido pirúvico têm que
entrar nela. Esse processo só ocorre quando há moléculas de oxigênio suficientes para cada
molécula de glicose; se há, na entrada do ácido pirúvico na mitocôndria faz com que o
oxigênio reaja com o ácido formando gás carbônico e libera os elétrons dos átomos de
hidrogênio presentes na fórmula da glicose. Esses elétrons são transportados pelo NADH e o
FADH, duas moléculas transportadoras. Os elétrons então se responsabilizam pela união de
mais um átomo de fósforo, com uma molécula de adenosina difosfato(ADP) formando a
adenosina trifosfato o famoso ATP. Esta molécula de ATP então é que fornecerá a energia
para a vida da célula e o transporte ativo de substâncias pelo corpo.
Os compostos intermediários do ciclo de Krebs podem ser utilizados como precursores em
vias biossintéticas: oxaloacetato e a-cetoglutarato vão formar respectivamente aspartato e
glutamato. A eventual retirada desses intermediários pode ser compensada por reações que
permitem restabelecer o seu nível. Entre essas reações, que são chamadas de anapleróticas
por serem reações de preenchimento, a mais importante é a que leva à formação de
oxaloacetato a partir do piruvato e que é catalisada pela piruvato carboxilase. O oxaloacetato
além de ser um intermediário do ciclo de Krebs, participa também da gliconeogênese. A
degradação de vários aminoácidos também produz intermediários do ciclo de Krebs,
funcionando como reações anapleróticas adicionais.
 
 
 FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA ACOPLADA À CADEIA
TRANSPORTADORA DE ELÉTRONS
A fosforilação oxidativa é uma via metabólica que utiliza energia libertada pela oxidação de
nutrientes de forma a produzir trifosfato de adenosina (ATP). O processo refere-se à
fosforilação do ADP em ATP, utilizando para isso a energia libertada nas reações de
oxidação-redução.
Durante a fosforilação oxidativa, existe transferência de elétrons de moléculas doadoras
(moléculas redutoras) a moléculas recebedoras (moléculas oxidantes), numa reação de
oxido-redução. As transferências de elétrons constituem estas reações de oxido-redução, que
se processam com libertação de energia, biologicamente aproveitável para a biossíntese de
ATP. Em eucariontes, tais reações redox são feitas por cinco complexos principais de
proteínas mitocondriais. Ao conjunto de complexos protéicos envolvidos nestas reações, dá-
se o nome de cadeia transportadora deelétrons.
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A energia derivada do transporte de elétrons é convertida numa força motriz proteônica e é
principalmente utilizada para bombear prótons para o exterior da matriz mitocondrial. Este
processo é denominado quimiosmose e origina energia potencial sob a forma de um
gradiente de pH (ou seja, uma concentração diferente de prótons dentro e fora da
mitocôndria) e de potencial elétrico através da membrana. A energia é utilizada quando
ocorre um fluxo de prótons a favor do gradiente de concentração através da enzima ATP
sintase (ATP sintetase).
Embora a fosforilação oxidativa seja uma parte vital do metabolismo, é um processo que
produz espécies reativas de oxigênio tais como o superóxido e o peróxido de hidrogênio, que
induzem a propagação de radicais livres, danificando componentes celulares (por exemplo,
oxidando proteínas e lípidios de membrana) e contribuindo para processos de
envelhecimento celular e patologias. Existem também diversos venenos e medicamentos que
têm como alvo as enzimas desta via metabólica, inibindo sua atividade.
 
Diversos processos bioquímicos catabólicos, tais como a glicólise, o ciclo dos ácidos
tricarboxílicos e a beta-oxidação, produzem a coenzima NADH. Esta coenzima contém
elétrons que possuem um alto potencial de transferência (correspondente a um potencial de
elétrons muito negativo). Ou seja, ao acontecer a oxidação do NADH, é libertada grande
quantidade de energia. No entanto, a célula não liberta esta energia de uma só vez, pois tal
reação poderia ser incontrolável. Os elétrons são então removidos do NADH e transferidos
para o dioxigênio (O2) através de uma série de passos catalisados por diferentes enzimas,
em que cada passo liberta uma pequena quantidade de energia. Este conjunto de enzimas,
designados complexos I, II, III e IV, constitui a cadeia transportadora de elétrons e se
encontra na membrana interna da mitocôndria. As enzimas neste sistema de transporte de
elétrons utilizam a energia libertada na oxidação do NADH para bombear prótons através da
membrana interna da mitocôndria. Isto gera o acúmulo de prótons no espaço intermembrana,
originando um gradiente eletroquímico através da membrana. A energia armazenada sob este
potencial é então utilizada pela ATP sintase para produzir ATP.
Exercício 1:
As células musculares esqueléticas caracterizam-se por serem capazes de alterar seu
metabolismo conforme a disponibilidade de oxigênio. Quando existe um suprimento
adequando de oxigênio, estas células são capazes de realizar glicólise aeróbica, utilizando a
fosforilação oxidativa como principal via produtora de ATP. Na ausência de oxigênio, o
piruvato é convertido a lactato, caracterizando um processo anaeróbico de oxidação de
glicose; neste caso dizemos que a fosforilação ao nível de substrato é a principal via
produtora de ATP. A esse respeito e de acordo com seus conhecimentos, analise as
afirmações a seguir e assinale a alternativa errada:
A)
A fosforilação oxidativa é um processo altamente dependente da cadeia de transporte de
elétrons
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B)
A fosforilação ao nível do substrato ocorre na ausência da cadeia de transporte de elétrons,
mas também requer a formação de um gradiente de prótons
C)
Os desacopladores impedem que os prótons retornem para a matriz mitocondrial através da
bomba ATP–sintase e consequentemente não há a síntese de ATP 
D)
Uma das funções atribuídas a cadeia de transporte de elétrons é o bombeamento de prótons
para o espaço intermembranas para que estes sejam utilizados para a síntese de ATP ao
retornarem à matriz mitocondrial 
E)
Além da criação do gradiente de prótons, a cadeia de transporte de elétrons também é
responsável pela redução das coenzimas
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
E) 
Exercício 2:
A antimicina é um antibiótico que age especificamente no complexo III da cadeia de
transporte de elétrons, bloqueando os processos de óxido redução dos complexos e a
síntese de ATP”. Assinale a alternativa que responda corretamente as perguntas abaixo: 
(I) A afirmação acima é correta?
(II) Por que?
A)
(I) Não, (II) porque não há bombeamento de prótons pelo complexo III
B)
(I) Sim, (II) porque no complexo III encontramos a bomba ATP-sintase, responsável pela
síntese de ATP
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C)
(I) Não, (II) porque a oxidação das coenzimas ocorre apenas no complexo I
D)
(I) Sim, (II) porque ao bloquear o complexo III impede-se a formação do gradiente de prótons,
bloqueando a reoxidação das coenzimas e, consequentemente, a síntese de ATP
E)
(I) Sim, (II) porque todas as coenzimas são reoxidadas no complexo III
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
Exercício 3:
Em condições aeróbicas, o piruvato (substância produzida durante a quebra da
molécula da glicose) é convertido através de uma enzima específica chamada
complexo piruvato desidrogenase em acetil –CoA. Analise as afirmativas a seguir: 
I- O piruvato obtido durante a glicólise, na mitocôndria, será transportado para o
citosol (citoplasma) da célula sendo transformado em acetil-CoA.
II-O piruvato que está no citossol entra na mitocôndria, através de uma
translocase específica, para ser transformado em acetil-CoA
III-O priruvato que é transformado em acetil-CoA, conecta, portanto, a via
glicolítica (ou glicólise) ao ciclo de Krebs.
Podemos afirmar que:
 
A)
 Somente a alternativa I está correta
 
B)
 Somente a alternativa II está correta
 
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C)
 As alternativas I e II estão corretas
 
D)
 As alternativas II e III estão corretas
 
E)
 A alternativa I e III estão corretas
 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(D)
Comentários:
D) 
Exercício 4:
O ciclo de Krebs desempenha diversos papeis no metabolismo. É a via final que
converge o metabolismo oxidativo de carboidratos, aminoácidos e ácidos graxos
em CO2 e água. A respeito do ciclo de Krebs podemos afirmar que:
 I - Não há relação com a formação direta de energia
 II - Que trata-se de uma seqüência cíclica de reações, por meio das quais a
molécula de acetil-CoA são completamente oxidadas a CO2, com liberação de
hidrogênio (NADH e FADH2) para a produção de ATP na cadeia respiratória.
 III - Ocorre na mitocôndria da célula
 
A)
 I e II estão corretas
 
B)
 I e III estão corretas
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C)
 II e III estão corretas 
 
D)
 Somente a II está correta
 
E)
 I, II e III estão corretas
 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(C)
Comentários:
C) 
Exercício 5:
Moléculas ricas em energia, como a glicose, são metabolizadas por uma série de
reações de oxidação, levando por fim, à produção de CO2 e água. A cadeia de
respiratória é dividido em cadeia de transporte de elétrons e fosforilação
oxidativa. A respeito da cadeia de transporte de elétrons pode-se afirmar que ela
é responsável por:
I-Transportar os elétrons pela ATP sintase até a matriz mitocondrial para a
produção de água
II-Transportar os elétrons pelos complexos até a matriz mitocondrial para a
produção de água
III-Transportar os elétrons pela ATP sintase até a matriz mitocondrial para a
produção de energia (ATP).
Podemos afirmar que:
 
A)
 Somente a alternativa I está correta
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B)
 Somente a alternativa II está correta
 
C)
 As alternativas I e II estão corretas
 
D)
 As alternativas II e III estão corretas
 
E)
 A alternativa I e III estão corretas
 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(B)
Comentários:
B) 
Exercício 6:
Na alimentação diária é necessária a ingestão dos denominados macronutrientes, em maior quantidade
(carboidratos, lipídeos e proteínas) do que a quantidade necessária dos micronutrientes (vitaminas e sais
minerais). Em relação à utilização destes macronutrientes, analise as afirmativas abaixo e escolha uma
alternativa que esteja mais adequada a esta análise
I. Dentre os macronutrientes, proteínas são uma importante fonte de aminoácidos e, portanto, de
nitrogênio, para a formação dos chamados compostos nitrogenados.
II. Intermediários do Ciclo de Krebs são utilizados para compor o esqueleto carbônico de alguns
aminoácidos, durante os processos de síntese de aminoácidos.
III. Em períodos de jejum prolongado o metabolismo degradativo de aminoácidos está ativado, pois o
esqueleto carbônico da maioria dos aminoácidos pode ser usado para a produção de glicose.
A)
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 Apenas as alternativas I e II estão corretas
B)
Se a afirmativa I está CORRETA, a afirmativa II a contradiz, pois não existem compostos nitrogenados no
Ciclo de Krebs
C)
As afirmativas I, II e III estão CORRETAS e ocorrem ao mesmo tempo, ou seja, em momentos de jejum
prolongado
D)
A afirmativa III está CORRETA e esta degradação de aminoácidos tem por objetivo principal a produção de
energia via Acetil-CoA e, consequentemente, via Ciclo de Krebs
E)
As três alternativas estão CORRETAS, se complementam, mas ocorrem em diferentes situações
metabólicas, ou seja, em momentos pós-refeição e momentos de jejum 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(E)
Comentários:
E) 
Exercício 7:
O ciclo de Krebs, tricarboxílico ou do ácido cítrico, corresponde a uma série de reações químicas que
ocorrem na vida da célula e seu metabolismo. Descoberto por Sir Hans Adolf Krebs (1900-1981), o
ciclo é executado na matriz da mitocôndria dos eucariontes e no citoplasma dos procariontes. Trata-se
de uma parte do metabolismo dos organismos aeróbicos (utilizando oxigênio da respiração celular);
organismos anaeróbicos utilizam outro mecanismo, como a fermentação lática, onde o piruvato é o
receptor final de elétrons na via glicolítica, gerando lactato. A figura abaixo descreve
esquematicamente o Ciclo de Krebs respeitando todos os eventos bioquímicos existentes. Portanto,
com base neste texto e analisando a imagem abaixo, julgue as informações que se seguem:
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Esquema que demonstra a via metabólica do ciclo de Krebs (LEHNINGER et al. 2002).
 I. O ciclo de Krebs é uma rota anfibólica, ou seja, possui reações catabólicas e
anabólicas, com a finalidade de oxidar a acetil-CoA (acetil coenzima A), que se obtém da
degradação de carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos a duas moléculas de CO2.
II. Este ciclo inicia-se quando o piruvato que é sintetizado durante a glicólise é
transformado em acetil CoA (coenzima A) por ação da enzima piruvato desidrogenase.
III. Este composto vai reagir com o acetato que é um produto do ciclo anterior formando-se
oxalacitrato. O oxalacitrato vai dar origem a um composto de seis carbonos, o alfa-
cetoglutarato com libertação de NADH2 e de CO2.
IV. Por fim, após o ciclo de Krebs, ocorre outro processo denominado fosforilação
oxidativa.
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Estão corretas, apenas, as afirmações:
A)
Apenas as afirmações II e III 
B)
Apenas as afirmações II e IV
C)
Apenas as afirmações I,II e IV
D)
Apenas as afirmações II, III e IV 
E)
Apenas as afirmações III e IV 
O aluno respondeu e acertou. Alternativa(C)
Comentários:
C)