CICLO DE KREBS

Prévia do material em texto

BCM 2 - 30/09/20 
Ciclo de Krebs 
INTRODUÇÃO 
➱METABOLISMO DE CARBOIDRATOS 
→ 1ª via ativada RESPIRAÇÃO CELULAR; carboidrato usado 
para formar ATP e o que sobra sendo armazenado, ativando 
outras vias. 
➱CICLO DE KREBS: uma das etapas da RESPIRAÇÃO 
CELULAR. 
➱RESPIRAÇÃO CELULAR: Parte ocorre no CITOPLASMA e 
a maioria na MITOCÔNDRIA. 
→OXIGENIO é usado dentro da mitocôndria, consumir 
completamente a glicose para que forme ATP, cerca de 36 
moléculas e libera CO2 (sai pelos alvéolos) e água (fica na 
célula) 
 
ETAPAS 
→ GLICÓLISE AERÓBICA: ocorre no CITOLASMA e libera 
POUPA ENERGIA 
→ CICLO DE KREBS: ocorre na MATRIZ MITOCONDRIAL, 
um tipo de líquido 
→ CADEIA RESPIRATÓRIA: ocorre nas CRISTAS 
MITOCONDRIAIS. 
 
INTEGRAÇÃO ENTRE AS ETAPAS DA RESPIRAÇÃO CELULAR 
GLICOSE, forma 2 ÁCIDO PIRÚVICO, durante o circuito o 
rendimento é de 2 ATPS, NAD carrega H livre – NADH2. Cada 
NAD na cadeia de elétrons produz 3 ATPS – 8 ATPS, 2 da 
própria reação, 6 através do NAD (que é uma moeda de 
troca). 
Ácido pirúvico entra na MITOCONDRIA, ácido pirúvico com 3 
carbonos é convertido em uma substância chamada ACETIL 
COENZIMA A (2 carbonos) – um coringa. Ocorre um 
processo chamado de DESCARBOXILAÇÃO DO PIRUVATO, 
logo 3 carbonos passam para 2 carbonos, sai 1 carbono, 
formando a ACETIL COENZIMA A (2 carbonos), recebendo 
COENZIMA A – ficando MUIITO REATIVA – uma VITAMINA 
do complexo B. é um processo importante, acetil coenzima a 
‘’doidona’’ para entrar no CICLO de KREBS, o NADH2 vai para 
a cadeia respiratória, Sai HIDROGENIO e sI CO2, NAD vai para 
a CADEIA RESPIRATORIA E ACETIL CO-A para o CICLO DE 
KREBS. 
Acetil coenzima a ENTRA no CICLO DE KREBS, ao total 
ATPS: 9 + 2 + 1 = 12 ATPS 
3 NAD → 3 NADH2 
1 FAD → 1 FADH2 
1 ADP + P → 1 ATP 
 
FORMAÇÃO DE ATP 
ATP: ADENOSINA TRIFOSFATO 
Representa uma molécula/moeda energética 
 
 
ADP + Pi (fosfato inorgânico) ---> ATP 
Logo PRODUZIU e LIBEROU ATP 
 
ATP ---> ADP + Pi 
Logo GASTOU ATP 
CONCENTRAÇÃO de ATP intracelular: regulado pela 
respiração celular, ciclo de Krebs e cadeia respiratória. 
 
CICLO DE KREBS ou CLICO DO ÁCIDO CÍTRICO ou 
CICLO DOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS 
➱É uma SEQUÊNCIA CÍCLICA de REAÇÕES, onde uma 
molécula ACETIL COA (proveniente do catabolismo de 
carboidratos, lipídeos e proteínas) é OXIDADA até CO2, com 
LIBERAÇÃO de HIDROGÊNIO para formação de ENERGIA na 
CADEIA RESPIRATÓRIA 
➱ACETIL COENZIMA A: Oriundo da GLICOSE, no caso o 
PIRUVATO (3 carbonos), liberando CO2 passando para 
ACETIL COENZIMA A (2carbonos), saindo NAD+ 
transportando NADH2 liberando e entrando CoA-SH – 
ACETIL COENZIMA A (oriunda do ácido pantotenico – 
complexo B) 
 
→ Podendo ter ORIGEM: GLÍCIDOS: piruvato → acetil CoA, 
LIPÍDEOS: beta-oxidação e PROTEÍNAS: aminoácidos 
cetogenicos 
→ Podem ter DESTINOS: CICLO de KREBS: para produção 
de ATP, SÍNTESE DE LIPÍDEOS para participar da lipogênese 
e sintetizar outras substâncias, como: aminoácidos e acetil-
colina. 
→ ACETIL: a partir da QUEBRA da MOLÉCULAS 
ORGÂNICAS, como glicose, ácido graxo e aminoácidos 
conseguem ser quebrados, independente do tamanho, 
liberando ACETIL COA 
 
 
ETAPAS DO CICLO DE KREBES 
1ª Começa pelo ACETIL COA – oriundo da quebra de 
moléculas orgânicas, nesse caso do PIRUVATO. 
PIRUVATO sofre descarboxilação e vira ACETIL COA (2 
carbonos) 
2ª ACETIL CO A (2 carbonos) – liga-se ao OXALOACETATO 
(4 carbonos), na presença de uma enzima MARCA-PASSO 
chamada ENZMA CITRATO SINTASE da origem ao CITRATO 
ou ÁCIDO CITRICO (6 carbonos), 
3ª CITRATO (6 carbonos) vira CETO GLUTARATO (5 
carbonos), pois liberou CO2. e NADH2 (que vai para a cadeia 
respiratória) já possui 3 ATPS 
4ª CETO GLUTARATO (5 carbonos) vira SUCCINIL COA (4 
carbonos), liberando CO2 e NAD2 (CADEIA RESP) 3 ATPS 
5ª SUCCINIL COA (4 carbonos) vira SUCCINATO (4 carbonos) 
liberando CO2 e NADH2, formando a energia 1 GTP 
6ª SUCCINATO (4 carbonos) vira FUMARATO (4 carbonos) 
saindo FADH2 com potencial redox menor, logo produz 
menos energia logo 2 ATPS 
7ª FUMARATO (4 carbonos) vira MALATO (4 carbonos) 
recebe ÁGUA, 
8ª MALATO (4 carbonos) vira OXALOACETATO (4 
carbonos) liberando NADH2 logo 3 ATPS 
TOTAL DE ATPS: 12!! 
 
 
 
 
 
 
 
 
REGULAÇÃO DO CICLO: 
→ OXALOACETATO para CITRATO, presença da enzima: 
CITRATO SINTASE enzima marca-passo do ciclo de Krebs 
Concentração do ATP intracelular: 
➱BAIXO NÍVEL de ATP: ACELERA CICLO DE KREBS (pós 
exercício físico) 
➱ALTO NÍVEL de ATP (intracelular): DIMINUI CICLO DE 
KREBS (pós-prandial) 
NUNCA PARA, APENAS QUANDO MORREMOS!!! 
→ LIBERAÇÃO de CO2: descarboxilação do PIRUVATO 
(matriz mitocondrial) e CICLO DE KREBS 
 
IMPORTÂNCIA DO CICLO DE KREBS 
➱É um gerador de HIDROGENIO para a CADEIA 
RESPIRATÓRIA (cadeia transportadora de elétrons) 
➱LIBERA 3 NADS e 1 FAD, logo acionou a cadeia 
respiratória 4x 
Pois no CICLO DE KREBS temos: 
3 NADH x 3 ATPs = 9 ATPs 
1 FADH2 x 2 = 2 ATPs 
1 ÁCIDO PIRÚVICO virando ACETIL CO-A no CICLO DE KREBS 
(2c): 
NADH2 x 3 ATPs (da etapa de descarboxilação do piruvato) 
Total de: 
12 ATPs do CICLO DE KREBS 
3 ATPS do NADH 
TOTALIZANDO 15 ATPs 
Como são 2 ÁCIDOS PIRÚVICOS = 15 x 2 = 30 ATPS 
 
 
Cada NADH2 equivale a 3 ATP 
Cada FADH2 equivale a 2 ATP 
Cada GTP equivale a 1 ATP 
Vitaminas 
INTRODUÇÃO 
➱NAD: nicotimina dinucleotídeo 
Oxidado: NAD+ doou H 
Reduzido: NADH recebeu H 
Levando HIDROGENIO: NADH ou NAHH2 
 
➱FAD (Riboflavina) 
FAD: está oxidado, doou o H 
FADH2: reduzido, recebeu o H 
 
→ NAD, FAD E CITOCROMO: diferentes POTENCIAIS 
REDOX, capacidade de transportar prótons e elétrons. 
 
COENZIMAS E COFATORES 
➱COENZIMA: substância feita a partir de ENZIMA + 
VITAMINA 
➱COFATORES: ENZIMA + COMÉCULAS INORGÂNICAS 
(citocromo) transportador de elétrons 
→ TRANSPORTE DE PRÓTONS e ELÉTRONS, com 
DIFERENTES POTENCIAIS REDOX 
 
➱ESTÁGIO 1: nutrientes são oxidados e geram Acetil-CoA 
(carboidratos, ácidos graxos, aminoácidos) coenzimas são 
REDUZIDAS 
➱ESTÁGIO 2: Acetil-CoA é consumido no Ciclo de Krebs. 
coenzimas são REDUZIDAS 
➱ESTÁGIO 3: Coenzimas são OXIDADAS, transferindo 
elétrons para O2, formando água e armazenando a energia 
envolvida na forma de ATP, na Cadeia Respiratória 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Coenzima 
 
➱ACETIL COA: é feita de ÁCIDO PANTOTÊNICO (oriundo 
da VITAMINA B5) 
(Se não tem ÁCIDO PANTOTÊNICO sem ACETIL COA) 
 
 
 
Descarboxilação do Piruvato 
➱PIRUVATO oriundo da GLICOSE. 
➱Piruvato (3 carbonos) se converte em ACETIL COA (2 
carbonos) ocorrendo a liberação de CO2. 
 
➱COMPLEXO MULTIENZIMÁTICO: vitaminas do complexo 
B 
3 ENZIMAS: 
→ Piruvato desidrogenase 
→ Diidrolipoil transacetilase 
→ Diidrolipoil desidrogenase 
 
➱VITAMINAS que fazem parte do complexo multienzimatico 
- Piruvato desidrogenase → E1 (B1 tiamina) 
- Diidrolipoil transacetilase → E2 (B5 ácido pantotênico) 
- Diidrolipoil desidrogenase → E3 (B2 riboflavina) 
 
└SEM AS VITAMINAS NÃO TEM COENZIMA A E NÃO TEM 
CK!!! 
 
└ETILISTA: perdi a TIAMINA E1, que faz parte do complexo 
multienzimatico, pois entre a absorção do álcool e a tiamina, 
é absorvido o álcool e perde pelas fezes tiamina. 
 
APLICAÇÃO CLÍMICA 
SINDROME WENICK-KORSAKOFF 
CAUSA: Falta da TIAMINA, prejudica na conversão de 
PIRUVATO a ACETIL COA, ocorre acúmulo de piruvato e não 
produção de acetil coa, não ocorre ciclo de Krebs e não há 
produção de ATP. E 
acomete principalmente as funções cerebrais porque a sua 
principal função é a AÇÃO NO METABOLISMO de 
CARBOIDRATOS, como a produção de ATP e é importante 
para a síntese da bainha de mielina, na transmissão de 
neurotransmissores. 
DÉFIICITE DE TIAMINA, nos sistemas bioquímicos 
dependentes desta e, por extensão, o metabolismo 
energético, ficam comprometidos. Os mecanismos que 
compromete principalmente ao desenvolvimento de lesões no 
sistema nervoso. tem sido proposto que os mecanismos 
celulares da encefalopatia de Wernicke envolvem 
principalmente a perda localizada da barreira hemato-
encefálica, e a incapacidade das regiõesencefálicas e 
metabolicamente mais activas (ou seja, com um turnover de 
tiamina mais elevado) de manterem os gradientes osmóticos 
e, por conseguinte, a homeostasia de fluído intersticial. 
 
REDUZIDO (recebeu) 
NADH ou NADH2 
FADH ou FADH2 
 
OXIDADO (dou) 
NAD 
FAD 
 
REFERÊNCIAS: Bioquímica Ilustrada de Harper – 30ª edição – autor: 
Victor W. Rodwell, David A. Bender, kathleen M. Botham, Peter 
J. Kennelly e P. Anthony Weil - Capítulo 16 - o ciclo do ácido 
cítrico: a via central do metabolismo de carboidratos, de 
lipídeos e de aminoácidos – Página 161 
 
QUESTÕES NORTEADORAS 
1-Indicar as vitaminas necessárias para a 
produção de acetil-CoA a partir de piruvato 
(descarboxilação do piruvato) e a localização 
intracelular desta reação. 
- Vitamina necessárias para a produção de acetil-CoA: piruvato 
desidrogenase E1(B1 tiamina), diidrolipoil transacetilase E2 ( B5 
ácido pantotênico) e diidrolipoil desidrogenase E3 (B2 
riboflavina) 
 
2-Indicar a localização celular do ciclo de Krebs e 
sua regulação. 
O ciclo de Krebs ocorre na MATRIZ MITOCONDRIAL e sua 
regulação é a enzima marca-passo citrato sintase. 
o ciclo é regulado nas 3 enzimas que catalisam reações 
exergônicas: citrato sintase, isocitrato desidrogenase, e a-
cetoglutarato desidrogenase. (disponibilidade de substrato; 
inibição da reação enzimática pelo produto). 4. Ativação e 
inibição alostérica (NAD, NADH, ADP, ATP e cálcio). 
 
3-Indicar as reações (conversões) da 
metabolização da acetil-CoA durante o ciclo de 
Krebs (moléculas apenas). 
Acetil-Coa (2C) → Citrato (6C) 
Citrato (6C) → Ceto Glutarato (5C) 
Glutarato (5C) → Succinil-CoA (4C) 
Succinil-CoA (4C) → Succinato (4C) 
Succinato (4C) → Fumarato (4C) 
Fumarato (4C) → Malato (4C) 
Malato (4C) → OXALOACETATO (4C) 
 
4- Indicar o resumo do ciclo de Krebs (NAD, FAD, 
entrada de água, saída de CO2, GTP formado, CR 
acionadas). 
- Acetil-Coa (2C) → Citrato (6C) 
- Citrato (6C) → Ceto Glutarato (5C), nesse processo ocorre 
a liberação de NADH2 e CO2, além de 3 ATPS 
- Glutarato (5C) → Succinil-CoA (4C), nesse processo ocorre 
a liberação de NADH2 e CO2, além de 3 ATPS 
- Succinil-CoA (4C) → Succinato (4C), ocorre a liberação de 
1 GTP 
- Succinato (4C) → Fumarato (4C), ocorre a liberação de 
FADH2 
- Fumarato (4C) → Malato (4C), nesse processo ocorre a 
entrada de H20 e liberação de NADH2 e 3 ATPS 
 
3 NADH2; 1 FADH2; 1 H2O; 2 CO2; 1 GTP; aciona 4 cadeias 
respiratórias: 3 cadeias via NADH e 1 via FADH2 
 
5- Calcular os ATPs produzidos durante o CK. 
3 NADH = 9 ATPS e 1 FADH = 2 ATPS 
No final da respiração celular, há um saldo positivo total de 30 
ou 32 moléculas de ATP: 2 ATP da glicólise, 2 ATP do ciclo 
de Krebs e 26 ou 28 da fosforilação oxidativa. 
3NAD X 3 ATP = 9 
1 FAD X 2 = 2 
1 GTP 
Logo = 12 ATPS 
Cada CICLO de KREBS gera direta/indiretamente 12 ATPs 
 
6- Por que dizemos que o Ciclo de Krebs é 
anfibólico e anaplerótico? O que significa? 
Anf = duas e Bolico = vias metabólicas. 
Significa que NÃO é sozinho, ou seja envolve OUTRAS 
reações. 
Realiza a quebra de acetil-coa e gera hidrogênio para a cadeia 
respiratória. 
O CK estáenvolvido com outras reações químicas, não é uma 
reação única. Depende do AcetilCoA (degradação) e gera 
hidrogenio para a CR. 
 
7- O beriberi, uma doença causada pela 
deficiência de tiamina (vitam. B1), é caracterizado 
pelo acúmulo de piruvato, especialmente após 
refeições ricas em carboidratos. Explique por que 
ocorre este acúmulo. 
O acúmulo de piruvato ocorre pelo fato da deficiência na 
absorção de timina, pois ela é responsável pela conversão de 
Piruvato para Acetil coA, uma vez que não há vitamina, não 
há conversão causando o acúmulo da mesma 
 
8) A síndrome de Wernicke-Korsakoff é 
caracterizada por confusão mental, ataxia, 
oftalmoplegia e letargia, observada normalmente 
em alcoólatras crônicos. Esta síndrome pode ser 
revertida completamente através da 
administração de TIAMINA. Baseado nesses 
dados, explique a causa da doença e porque 
compromete principalmente as funções cerebrais. 
ATAXIA: perda de coordenação motora 
OFTALMOPLEGIA: paralisia dos músculos dos olhos 
LETARGIA: lentidão 
CAUSA: Falta da TIAMINA, prejudica na conversão de 
PIRUVATO a ACETIL COA, ocorre acúmulo de piruvato e não 
produção de acetil coa, não ocorre ciclo de Krebs e não há 
produção de ATP. E 
acomete principalmente as funções cerebrais porque a sua 
principal função é a AÇÃO NO METABOLISMO de 
CARBOIDRATOS, como a produção de ATP e é importante 
para a síntese da bainha de mielina, na transmissão de 
neurotransmissores.