Ciclo de Krebs e cadeia respiratória

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Ciclo de Krebs e cadeia 
respiratória
*metabolismo aeróbio: 
- glicose seguiria a piruvato pela via 
glicolítica 
- dois primeiros NADH são formados e 
encaminham seus elétrons p cadeia 
respiratória e regeneram em NAD p 
manter a via respiratória 
- piruvatos são encaminhados p 
mitocôndria onde são transformados em 
acetilcoA com acao do complexo da 
piruvato desidrogenase 
- acetilcoA – acetil entra no ciclo de Krebs 
– tira elétrons do substrato e encaminha p/ 
cadeia respiratória 
- NADH e FADH mandam elétrons p 
cadeia respiratória – são capturados pelo 
oxigênio -> gera corrente elétrica p 
transformação de ADP em ATP 
Detalhes do ciclo de Krebs: 
- coenzima A ativa o acetil p entrar no 
ciclo de Krebs 
- ciclo de Krebs ocorre na matriz 
mitocondrial 
- encaminhar elétrons para cadeia 
respiratória – gerando corrente elétrica p 
formar ATP 
- processo aeróbio: 32 ATP’s 
- processo anaeróbio: 2 ATP’s 
- alimento: fotnte primordial de elétrons 
- elétrons transportados na forma de 
NADH (derivada da niacina, vit B3) e FADH 
(derivada da riboflavina, vit B2) para cadeia 
respiratória 
- corrente elétrica gerada e o O2 é o 
aceptor; O2 reduzido em água -.> 
corrente leva a produção de ATP 
Glicose (via glicolítica), piruvato 
desidrogenase e ciclo de Krebs: 
- glicose perde elétrons na via glicolítica, na 
piruvato desidrogenase e no ciclo de Krebs 
*desidrogenases semre vao ter como 
coenzimas ou NADH ou FADH 
*Dentro da matriz mitocondrial: 
- reação catalisada pela citratosintase: 
oxilacoacetato 4C – citrato (6C) 
- citrato -> isocitrato (catalisado pela 
aconitrase) 
- isocitrato -> alfa-cetoglutarato (catalisado 
pela isocitratodesidrogenase) – isocitrato é 
oxidado e NAD+ é reduzido a NADH e de 
cada isocitrato sai um CO2 
- alfa-cetoglutarato -> succinil-s-CoA 
(catalisado pela alfa cetoglutarato 
desidrogenase) catalisa oxirreducao onde o 
alfa cetoglutarato é oxidado até succinil e 
NAD+ são reduzidas em NADH – NAD+ e 
TPP como coenzimas – sai duas moléculas 
de CO2 – succinil é ativado pela coenzima 
A 
- succinil-s-CoA -> succinil – P (catalisado 
pela succinilcoA sintase) -entrada de um 
fosfato inorgânico e coenzima A 
*função da coenzima A: entra no succinil 
para ativá-lo a receber moléculas de 
fosfato 
- succinil P -> succinato (catalisado pela 
succinilcoA sintase) – doa fosfato p 
formação de GDP -> GTP -> ATP (duas 
moléculas de ATP formadas que se 
somam as duas formadas na via glicolítica) 
- succinato -> fumarato (catalisado pela 
succinato desidrogenase) – utiliza FAD que 
vira FADH2 
- fumarato -> malato (hidratação catalisada 
pela fumarato) 
- malato -> oxaloacetato (catalisado pela 
malato desidrogenase) – gerando dois 
NAD+ e dois NADH – reinicia o ciclo 
Reações Anapleróticas: 
*existem algumas reações que repõe 
intermediários do ciclo de Krebs: 
- aspartato que perde seu grupamento 
amina -> ureia – excretado na urina 
- aspartato ao perder o grupamento amina 
vira oxaloacetato p/ entrar mo cilco de 
krebs 
- glutamato ao perder o grupamento 
amina -> ureia e vira alfa cetoglutarato p/ 
entrar no clico de Krebs 
 
 
Derivados do ciclo de Krebs: 
*compostos do ciclo de Krebs também 
podem ser utilizados p/ síntese de outras 
moléculas 
- oxalacetato – síntese de aspartato, 
molécula de glicose durante o jejum 
- alfacetoglutarato – síntese de glutamato 
– síntese de glutamina 
- succinil – S – CoA + aminoácidos glicina 
+ Fe -> grupamento Heme 
Vitaminas e minerais para o catabolismo 
aeróbio da glicose: 
- magnésio 
- fosfato inorgânico 
- vitamina B3 (NAD+) 
- vitamina b1 (TPP) 
- vitamina B2 (FAD e FMN da cadeia 
respiratória (CR) 
- vitamina B5 (CoA-SH) -> acido 
pantotênico 
- lipoato 
- cobre (da CR) 
- ferro (da CR) 
- enxofre (da CoA-SH e da CR) 
Regulação alostérica do ciclo de Krebs: 
- diminuir velocidade do ciclo de krebs: 
síntese de ácidos graxos ou quantidade 
exagerada de ATP 
- citrato sintase ativada por excesso de 
ADP (representa falta de ATP) -> ativar e 
manter ciclo de krebs 
- excesso de ATP, NADH, Succinil-coA e 
citrato – inibe citrato sintase (não precisa 
de mais ATP) 
- isocitratodesidrogenase – inibida por 
excesso de ATP e quantidade grande de 
ADP – ativa 
- alfa cetoglutarato desidrogenase – inibida 
por excesso de NADH, Succinil-coA e 
ativada alostéricamente por cálcio 
*Exemplo de situação para regulação 
alostérica do ciclo de Krebs: 
- gliconeogênese nos hepatócitos durante 
o jejum 
- comando do glucagon – via da 
gliconeogênese 
- lactato e/ou aminoácidos vao gerar 
piruvato – tem que ir p/ gliconeogênese 
(fígado bem nutrido) – precisa do piruvato 
p/ sintetizar glicose -> inibição do ciclo de 
krebs e da PDH (piruvato não pode ser 
encaminhado p/ acetilcoA e sim p/ glicose) 
- NADH, ácidos graxos, acetil-coA, ATP – 
inibem a PDH 
-piruvato carboxilase catalisa a carboxilacao 
piruvato (utiliza biotina como coenzima) – 
cada molécula de piruvato recebe CO2 e 
vira oxalacetato – Co2 p/ ativar o 
oxalacetato a virar fosfoenolpiruvato 
(quando o oxalacetato vira fosfoenol 
piruvato o CO2 sai) 
- oxilacetato não segue o ciclo de krebs 
(parcialmente inibido) – vai p/ glicose 
(gliconeogênese) 
Cadeia respiratória na membrana 
mitocondrial: 
- ciclo de krebs produziu NADH e FADH2 
- piruvato desidrogenase produziu NADH 
- via glicolítica produziu NADH 
- NADH é mais versátil porque o NAD 
consegue migrar de uma enzima p/ outra 
e vai p/ cadeia respiratória entregar 
elétrons 
- FAD não consegue (succinato 
desidrogenase – participa da cadeia 
respiratória) 
- NADH deixa seus elétrons no complexo 1 
– passam por agentes oxiredutores até 
chegar em uma molécula lipidca 
(ubiquinona) – que pode carregar elétrons 
no meio apolar 
- complexo 2 – FAD produzido através do 
FADH2 – doa elétrons diretamente p/ 
ubiquinona 
*elétrons do complexo 1 e 2 -> ubiquinona 
- elétrons levados p/ complexo 3 – geram 
bombeamento de prótons p/ espaço 
intermembrana 
*bombeamento de prótons gerados por 
NADH no complexo 1 e 2 e pelo FADH2 
no complexo 3 e 4 (os do FADH tem 
condições de colocar mais elétrons no 
espaço intermembrana – bombeamento 
de prótons) – quantidade de prótons 
define a quantidade ATP produzida 
- elétrons passam p/ proteína citocromo C 
que leva elétrons p/ complexo 4 
- no complexo 4 os elétrons são captados 
pelo oxigênio que se transforma em agua 
– há bombeamento de prótons (se não 
virar agua vira espécie reativa de oxigênio 
– danos na cadeia respiratória) 
*oxigênio funciona como ima por elétrons 
- espaço intermembrana – concentração 
de prótons e no interior vai ficando 
negativo -> gradiente eletroquímico 
(prótons tendem a retornar p/ matriz 
mitocondrial) 
*cianeto inibe passagem de elétrons – para 
o oxigênio (fatal) 
- retorno dos prótons por gradiente 
eletroquímico p/ matriz mitocondrial 
através da ATP sintase -> subunidade F0 
(responsavel por ser um canal de prótons 
e ancoradouro da ATP sintase na 
membrana e é base de rotação da 
subunidade F1) – quando o próton entra a 
ATP sintase gira e aproxima ADP de Pi – 
formação de ATP 
* se não entrar prótons a enzima degrada 
ATP em ADP + Pi 
A ubiquinona (coenzima Q) – capturando 
elétrons na cadeia respiratória: 
- complexo 1 entrega elétrons p/ 
ubiquinona – forma o radical semiquinona 
- complexo 2 entrega elétrons p/ 
ubiquinona – forma o ubiquinol – que leva 
elétrons p/ o complexo 3 
Membrana mitocondrial externa: 
- quando o próton vai p/ o espaço 
intermembrana – são bombeados p/ 
matriz mitocondrial 
- ao retornar pela ATP sintase – provoca 
síntese de ATP 
- parte deles pode retornar pela proteína 
desacopladora – termogenina (não gera 
ATP, mas sim calor) 
*tecido adiposo marrom: animais que 
hibernam e bebes – termogenina – calor 
*corrente elétrica pode ocorrer sem ATP 
*ATP so é gerado se houver correnteelétrica 
Termogênicos: 
*desacopladores artificiais – colocar prótons 
na matriz mitocondrial sem passar pela atp 
sintase – precisa de mais prótons p/ 
compensar os que foram perdidos pelos 
desacopladores p/ que os prótons possam 
passar pela ATP sintase e gerar uma 
quantidade de ATP (estimular a quebra de 
gordura – termogênicos) 
- ao invés de passar pela ATP sintase, 
passa pela termogenina – diminuem a qt 
que passa na ATP sintase – necessário 
quebrar mais nutrientes p/ gerar prótons 
suficientes p/ compensar aqueles que 
estão sendo perdidos p/ produção de calor 
Espécie reativa de oxigênio: 
- cadeia respiratória é onde mais forma 
espécie reativa de oxigênio 
- o cxigenio que entrou n complexo 4 e 
recebeu elétrons – alguns O2 podem 
roubar elétrons do complexo 3 (se for 
continuo gera grande quantidade desse 
anion superóxido – reativo) 
- enzima superóxido desmutase ligada ao 
manganês catalisa transformação de O2- 
em H2O2 (também é perigoso) – 
peroxido de hidrogênio necessita de ser 
neutralizado pela catalase – p ser 
transformado em agua 
- peroxido de hidrogênio é transformado 
em agua pela catalase 
- espécies reativas de oxigênio viram água 
*quanto mais calorias, mais esse 
mecanismo funciona e mais espécie reativa 
de oxigênio é formada 
*espécies reativas de oxigênio – potencial 
cancerígeno (consumo excessivo de 
carboidratos induz) 
*composto capaz de gerar deficiência de 
prótons na ATP sintase – capta protons 
do espaço intermembrana e joga p/ matriz 
mitocondrial – reduz qt que passa pela 
ATP sintase – p/ compensar vai gerar 
mais catabolismo – termogênico permite a 
passagem de protons por outros caminhos 
que não são a ATP sintase – precisa 
aumentar a qt de protons – precisa 
aumentar a quebra de nutrientes