Ciclo De Krebs

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Ciclo De Krebs
 Após a glicólise, a molécula de piruvato pode seguir diversos caminhos metabólicos, dentre eles, a fermentação alcoólica ou láctica, na ausência de oxigênio e, na presença de oxigênio, a moléculas de piruvato é convertida em Acetil- CoA seguindo a próxima etapa da respiração celular, o Ciclo de Krebs. 
 Destinos do piruvato
A história do Ciclo de Krebs:
 Cientistas descobriram que existiam moléculas que, ao serem colocadas no respirômetro, usado para medir a produção de CO2, liberavam gás carbônico. 
· O Monômetro de Otto Warburg – 1920: Estava interessado em entender as etapas da equação de Lavoisier, em diferentes tecidos. Para essa finalidade, desenvolveu um método monométrico (baseado em medidas de pressão) para medir o consumo e oxigênio e a produção de CO2. Este aparelho, mais tarde, foi batizado de respirômetro de Warburg. 
· Albert Szent-Gyorgyi (1932-1937): Colocou a molécula malonato (ácido com três moléculas de carbono) no respirômetro, percebendo que ele inibiu a reação da respiração. Sendo assim, descobriu-se que a moléculas de malonato promovia o acúmulo da molécula de succinato, uma vez que está se liga, através de uma inibição competitiva, a enzima que catalisa a reação do succinato para fumarato. Por fim, descobriu a indicação do sentido da sequência de reações. 
 
 
· Krebs, 1936: Começou a estudar a respiração e achou um ácido com cinco carbonos que liberou CO2 na experiência com o respirômetro: o alfa-cetoglutarato. Após, ao não encontrar outra molécula constituída de cinco carbonos, encontrou duas outras substâncias com seis carbonos que também liberavam CO2 no respirômetro: Citrato e Isocitrato. Contudo, não se sabia como uma molécula de apenas três carbonos (piruvato) se transformava em uma molécula com seis carbonos (citrato). 
· Martius e Knoop (1936): Descobriram que: Piruvato + Oxaloacetao Citrato (em H2O2 e meio alcalino). Através da descoberta dessa reação, Krebs notou que a via metabólica da respiração poderia ser uma via cíclica. 
· Lipmann (1947): Descoberta da Coenzima A. 
· Ochoa (1949-1954) e Lynem (1951-1952): Descobriram que: Piruvato Acetil-CoA, liberando uma molécula de gás carbônico. 
 
Antes do início do Ciclo de Krebs: Descarboxilação Oxidativa do Piruvato: A glicose (C6H12O6) proveniente da degradação dos carboidratos se converterá em duas moléculas de ácido pirúvico ou piruvato (C3H4O3). A glicose é degradada através da Glicólise, e é uma das principais fontes de Acetil-CoA. A descarboxilação oxidativa do piruvato dá início ao ciclo de Krebs. Ela corresponde a remoção de um CO2 do piruvato, gerando o grupo acetil que se liga a coenzima A (CoA) e forma o Acetil-CoA.
Etapas do Ciclo de Krebs: Com a formação do acetil-CoA é dado início ao ciclo de Krebs, na matriz das mitocôndrias. 
· Etapa 1: A enzima citrato sintetase catalisa a reação de condensação do acetil-CoA com o ácido oxaloacético ou oxaloacetato formando o ácido cítrico ou citrato e liberando a Coenzima A. A coenzima A liberada nessa etapa é reciclada para participar de outra reação de descarboxilação oxidativa de uma molécula de piruvato.
· Etapa 2: O citrato contém um álcool terciário que é muito difícil de ser oxidado, por isso essa molécula é convertida no seu isômero, isocitrato, pela enzima aconitase. Essa enzima catalisa a transformação reversível do citrato em isocitrato, que é mais fácil de ser oxidado.
· Etapa 3: Nesta etapa, a isocitrato desidrogenase catalisa a descarboxilação oxidativa do isocitrato para formar α-cetoglutarato.
· Etapa 4: Nesta etapa, ocorre uma outra descarboxilação oxidativa, na qual o α-cetoglutarato é convertido em succnil CoA e CO2, pela ação do complexo α-cetoglutarato desidrogenase. Nessa reação o NAD serve como aceptor de elétrons e a coenzima A como um carreador do grupo succinil.
· Etapa 5: A molécula de succinil-CoA tem uma ligação com uma forte energia livre padrão de hidrólise (ΔGo = -36kJ/mol) . A energia liberada na quebra desta ligação é utilizada para a síntese de uma molécula de GTP. O succinato é formado nesse processo. A enzima que catalisa Essa reação é a succinil CoA sintetase.
· Etapa 6: O succinato é oxidado em fumarato pela flavoproteína succinato desidrogenase, que possui como coenzima o FAD, que será transformado em FADH2. 
· Etapa 7: O fumarato sofre uma hidratação, sendo, assim, transformado em malato, catalisada pela enzima fumarase. 
· Etapa 8: A enzima malato desidrogenase, ligada ao NAD, catalisa a oxidação do malato em oxaloacetato, reiniciando o ciclo. 
Regulação do ciclo do ácido cítrico: 
 A regulação das enzimas-chave em vias metabólicas, por efetores alostéricos e por modulação covalente, assegura a produção de intermediários e de produtos na velocidade requerida para manter a célula em um estado estável, evitando a superprodução de um intermediário.
· Piruvato desidrogenase: Quando a situação energética da célula é alta, ou seja, quando os níveis de ATP, acetil-CoA e NADH são altos, ocorre à ativação da piruvato desidrogenase quinase que fosforila a piruvato desidrogenase, inibindo-a alostericamente. Por outro lado, quando os níveis energéticos da célula estão baixos, ou seja, quando os níveis de ATP, NADH e acetil-CoA estão reduzidos, ocorre à ativação da piruvato desidrogenase fosfatase, que desfosforila a piruvato desidrogenase, ativando-a. 
· Citrato Sintase: A enzima citrato sintetase catalisa a reação de condensação do acetil-CoA com o ácido oxaloacético ou oxaloacetato formando o ácido cítrico ou citrato. Essa enzima, é inibida por altas concentrações de ATP, acetil-CoA e de NADH que indica uma elevada situação energética da célula. Por mais, o acúmulo de citrato, produto da reação catalisada pela enzima citrato sintetase, também irá regular o ciclo de Krebs, atuando na regulação alostérica da enzima fosfofrutoquinase-1 (PFK-1), inativando-a e desacerelando a via glicolítica e, consequentemente, desacelerando o ciclo do ácido cítrico, uma vez que a velocidade da glicólise e do ciclo de Krebs são integrados, de modo que seja formado uma quantidade suficiente de piruvato para suprir as necessidades da próxima etapa da respiração. 
· Isocitrato desidrogenase: Essa enzima, é inibida por altas concentrações de ATP, acetil-CoA e de NADH que indica uma elevada situação energética da célula. Em contra partida, a redução da concentração de ATP, acetil-CoA e de NADH e o aumento da concentração de ADT irão aumentar a atividade dessa enzima. 
· α-cetoglutarato desidrogenase: Inibida por altas concentrações de ATP, acetil-CoA e de NADH que indica uma elevada situação energética da célula. Por outro lado, a redução da concentração de ATP, acetil-CoA e de NADH irão ativa-la. 
OBSERVAÇÃO: No ciclo de Krebs a única molécula que é completamente consumida é a acetil-CoA, enquanto que as moléculas intermediárias do ciclo não são consumidas, sendo regeneradas. Desse modo, ao promover a adição de intermediários na via do ciclo do ácido cítrico, as reações serão aceleradas. Por mais, uma vez que os intermediários não são consumidos, a via continuará rodando, fazendo com que haja uma maior liberação de CO2.