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• É a degradação aeróbica dos carbonos da glicose (e de outros substratos). • Para bactérias, não é necessária essa transformação, ela já possui energia suficiente apenas com a via glicolítica. • Organismo complexos, aeróbicos, necessitam de mais ATP, só a via glicolítica não é capaz de produz todo nosso ATP. DESTINO AERÓBICO DO PIRUVATO • O Piruvato, não vai para nenhum lugar, ele é convertido em acetil-CoA, e assim é encaminhado para a mitocôndria, indo direto para o Ciclo de Krebs. • É por meio de uma reação estritamente aeróbica, gera CO2 e acetil-CoA, que transporta dois de seus carbonos. • O CO2 liberado pela respiração vem das moléculas, do piruvato, transformação do Acetil-CoA no Ciclo de Krebs. • Os dois carbonos da Acetil-CoA podem então terminar de serem oxidados pelo Ciclo de Krebs. • Tudo que comemos e é aproveitado pelo nosso organismo, sai na respiração. • Respiramos porque precisamos de oxigênio, já que ele é o aceptor final de elétrons na cadeia oxidativa, a conversão de piruvato em Acetil-Coa só acontece com a presença de oxigênio, e Ciclo de Krebs também. Além de que o Carbono que vem da glicose e da transformação dos compostos gerados, seja exalado, levado aos pulmões. FORMAÇÃO DE ACETIL-COA A PARTIR DE PEIRUVATO • Essa reação é catalisada enzimaticamente. • O piruvato tem 3 carbonos, na presença da coenzima NAD+ e com a coenzima A, catalisada a reação por um complexo enzimático piruvato desidrogenase. O Acetil-CoA é produzido, juntamente com a produção de NADH (ele retorna para a cadeia oxidativa depois) + CO2. Existe muita energia química nessa reação. REAÇÃO PREPARATÓRIA DO CICLO DE KREBS: FORMAÇÃO DE ACETIL-COA • Nessa reação é utilizada um complexo de três enzimas: cofactores, TPP, FAD e lipoato. • Essa é a reação do piruvato sendo transformado em Acetil-CoA. • O piruvato possui 3 carbonos e o Acetil- CoA 2, isso acontece para que haja a liberação de CO2 na respiração. • O NAD+ vem da cadeia oxidativa e vai ser o aceptor de elétrons, passando para o estado reduzido, NADH, esse gera muita energia, que é aproveitado na cadeia oxidativa. COMPLEXO PIRUVATO DESIDROGENASE • Enzima mitocondrial multimérica (três enzimas). • Participação de cinco coenzimas derivadas de vitaminas (que são encontradas nos alimentos ingeridos em uma alimentação saudável, carne, legumes, frutas, etc): ➢ Tiamina pirofosfato (tiamina) ➢ Coenzima A (ácido pantotênico) ➢ NAD (nicotinamida) ➢ FAD (riboflavina) ➢ Ácido Lipóico DEPENDÊNCIA DE OXIGÊNIO • O NAD+ recebe os elétrons do piruvato. • A única fonte de NAD+ é a partir NADH, que vai para a cadeia de transporte de elétrons (cadeia respiratória), quando ele é transformado novamente em NAD+, ele volta para essa reação. • Portanto, para a constante oxidação do piruvato a acetil-CoA é necessária a participação do oxigênio (condições aeróbicas). FATOS SOBRE O CICLO DE KREBS • Faz parte do metabolismo energético, todas as células do corpo realizam o ciclo de Krebs. • Suas enzimas estão presentes na mitocôndria, sendo ele uma via mitocondrial. • Oxida dois carbonos da acetil-CoA até CO2. • Produz grande quantidade de coenzimas reduzidas. • Estritamente aeróbico. • É o principal quando se fala em produção de coenzima reduzida, os NADH e FADH2. EQUAÇÃO GERAL • O Acetil-CoA que vem da transformação do piruvato, O NAD+ e FAD que vem da cadeia oxidativa, Guanina Difosfato + Fosfato inorgânico, juntos irão gerar: ➢ 2CO2 que irá sair na respiração ➢ CoA que será regenerado para a reação anterior acontecer ➢ 3NADH + FADH2 que vão para o Krebs ➢ GTP que é energia, muito parecido com o ATP, libera calor se quebrado. ESQUEMA SIMPLIFICADO • Krebs em formato de nº de carbono + coenzima reduzida. • Acetil-CoA entra com C2, complexa com um composto de C4, fazendo um composto de 6C. • O composto de 6C, será convertido em um produto de 5C, o C libera sai em formato de CO2 na respiração. Essa reação produz um NADH, gerando muita energia. • Esse composto de C5 é convertido em C4, liberando CO2 e formando NADH. • O composto C4 é convertido em outro, de C4 também, mas no meio do caminho produz coenzimas reduzidas, o NADH e o FADH2. • Krebs é o maior produtor de coenzima reduzida, ele é o maior aproveitador das moléculas de glicose ingeridas nos alimentos. CICLO DE KREBS • Esse é o modo natural/normal no Krebs. • 1ª reação: Para o Acetil-CoA (C2) entrar no Krebs, ele não consegue entrar sozinho, então deve se complexar ao oxaloacetato (C4). Quando eles se juntam forma o citrato (C6). Catalisado pela enzima citrato sintase. • 2ª reação: o citrato (C6) é convertido em isocitrato (C6), sendo uma reação hidratada (usa água). Catalisado pela enzima aconitase. Na verdade, essa fase ainda se subdivide em duas: a remoção (2A) e a adição (2B) de uma molécula de água. Por isso é comum um Ciclo de Krebs com nove fases. • 3ª reação: o isocitrato (C6) é convertido em α-ceto-glucerato (C5), liberado CO2 e NADH. Catalisado pela enzima Isocitrato desidrogenase. • 4ª reação: α-ceto-glucerato (C5) é convertido em succinil-CoA (C4), nessa reação também é liberado NADH e CO2. Catalisado pela enzima α-cetoglutarato desidrogenase. • 5ª reação: succinil-CoA (C4) vai ser convertido em succinato (C4), produzindo GTP, que é energia pura. Catalisado pela enzima Succinil-CoA sintetase. • 6ª reação: succinato vai ser convertido em fumarato (C4), produzindo FADH2. Catalisado pela enzima Succinato desidrogenase. • 7ª reação: fumarato (C4) vai ser convertido em malato (C4), é uma reação de hidratação (usa água). Catalisado pela enzima fumarase. • 8ª reação: malato (C4) vai ser convertido em oxaçacetato (C4), sendo regenerado no ciclo. Sendo catalisado pela enzima matalato desidrogenase. • Assim ela pode recomeçar todas as vezes necessárias, sendo um ciclo infinito. • São dois ciclos para uma glicose, então todos os produtos são dobrados. ENZIMAS QUE PARTICIPAM DO CICLO DE KREBS • Citrato sintase • Aconitase • Isocitrato desidrogenase • α-cetoglutarato desidrogenase • Succinil-CoA sintetase • Succinato desidrogenase • Fumarase • Matalato desidrogenase
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