Ciclo de Krebs

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Ciclo de Krebs (C.K.), ciclo do ácido cítrico ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos
Conjunto cíclico de reações por meio das quais, moléculas de Acetil CoA (provenientes do catabolismo de carboidratos, lipídios e proteínas) são completamente oxidadas até gás carbônico (CO2), com liberação de átomos de hidrogênio para produção de energia nas cadeias respiratórias e de energia para produção de ATP por fosforilação em nível de substrato.
Estágio do catabolismo em que ocorre: III
Localização celular: matriz mitocondrial
Necessita de oxigênio, sendo, portanto, uma via aeróbica.
Reações do Ciclo de Krebs:
Modificado a partir de MARZZOCO, TORRES, 2015
Primeira reação: reação de síntese / condensação. O Acetil Coa e o oxaloacetato são os substratos e o citrato é o produto. Nessa reação é consumido HSCoA e a enzima responsável é denominada citrato sintase. Essa reação é irreversível (representada em vermelho no esquema).
Segunda reação: isomerização (isômeros são moléculas que apresentam a mesma fórmula molecular, ou seja, mesmo tipo e número de átomos, porém com estrutura diferente). O citrato é o substrato e o isocitrato o produto. Durante a reação os átomos apenas se reorganizam, sem que ao final do processo nada tenha sido consumido ou produzido. A enzima responsável é a aconitase.
Terceira reação: descarboxilação oxidativa. O isocitrato é o substrato e o alfa cetoglutarato o produto. Durante a reação ocorre a descarboxilação do isocitrato com produção de gás carbônico (CO2) e sua oxidação com doação dos hidrogênios para o NAD+, o qual transforma-se em NADH, acionando cadeia respiratória. A enzima envolvida é a isocitrato desidrogenase (enzima marca passo) e a coenzima presente é o NAD+.
Quarta reação: descarboxilação oxidativa. O alfa cetoglutarato é o substrato e o succinilCoA o produto. Durante a reação ocorre a descarboxilação do alfa cetoglutarato com produção de gás carbônico (CO2) e sua oxidação com doação dos hidrogênios para o NAD+, o qual transforma-se em NADH, acionando cadeia respiratória. Além disso é consumida uma molécula de HSCoA. A enzima envolvida é a alfa cetoglutarato desidrogenase e a coenzima é o NAD+. Essa reação é irreversível (representada em vermelho no esquema).
Quinta reação: fosforilação em nível de substrato. O succinilCoA é o substrato e o succinato o produto. Durante a reação o succinilCoA que tem maior entalpia se transforma no succinato que tem menor entalpia, a energia liberada pela reação é suficiente para ligar um GDP a um fosfato, formando um GTP (pode ser considerado como um ATP, já que apresentam a mesma quantidade de energia acumulada, contendo apenas bases nitrogenadas diferentes). Além disso ocorre produção de HSCoA. A enzima responsável é a succinilCoA sintetase / quinase.
Sexta reação: oxidação / desidrogenação. O succinato é o substrato e o fumarato o produto. Durante a reação o succinato (substrato menos energético em comparação com os demais do ciclo de Krebs) é oxidado, transferindo seus hidrogênios para o FAD, o qual se transforma em FADH2 e aciona cadeia respiratória. A enzima é a succinato desidrogenase e a coenzima o FAD.
Sétima reação: hidratação. O fumarato é o substrato e o malato produto. A entrada de água na reação aumenta a energia da molécula. A enzima é a fumarase.
Oitava reação: oxidação / desidrogenação. O malato é o substrato e o oxaloacetato produto. Durante a reação, o malato (maior entalpia devido ao consumo de água na reação anterior) é oxidado, transferindo seus hidrogênios para o NAD+, o qual transforma-se em NADH, acionando cadeia respiratória. A enzima é a malato desidrogenase e a coenzima o NAD+.
Toda vez que o ciclo for iniciado a partir do AcetilCoA, proveniente do catabolismo dos macronutrientes, a volta no ciclo será completa. De acordo com o que foi visto nas oito reações acima, podemos afirmar que em uma volta completa no C.K. teremos:
4 cadeias respiratórias acionadas (3 em nível de NAD+ e 1 em nível de FAD)
2 CO2 produzidos
1 H2O consumida
4 H2O produzidas (uma em cada cadeia respiratória)
2 O2 consumidos (meio em cada cadeia respiratória)
12 ATPs produzidos (1 por fosforilação em nível de substrato, 9 a partir de três C.R. em nível de NAD+ e 2 a partir de uma cadeia respiratória em nível de FAD).
Porém as reações do ciclo de Krebs são denominadas anfibólicas, já que os compostos do ciclo podem pertencer a outras vias metabólicas, ou seja, o ciclo de Krebs pode fornecer e receber moléculas de outras vias. Dessa forma, o ciclo pode ser iniciado por outros compostos além do AcetilCoA, porém, neste caso, a volta será incompleta e os valores descritos acima serão diferentes.
Regulação do Ciclo de Krebs:
Enzima marca passo: é a enzima que catalisa a reação mais lenta da via metabólica, sendo a principal responsável por controlar a velocidade com que ocorre a via. Essa enzima estando ativada, a velocidade da via aumenta; porém, estando inibida, a velocidade da via diminui. 
A enzima marca passo do ciclo de Krebs é a isocitrato desidrogenase, a qual pode ser ativada por ADP e inibida por ATP e NADH.