CICLO DE KREBS

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1 JORDANA HONORATO – 75D 
CICLO DE KREBS 
 
RESPIRAÇÃO CELULAR 
 Consumo de O2 e formação de CO2 
 Ocorre em três grandes estágios: 
1. Oxidação de combustíveis orgânicos para formação de acetilCoA (glicose, ácidos graxos, 
alguns aminoácidos) 
2. Oxidação do acetilCoA em CO2 (próprio ciclo de krebs): energia conservada tanto na formada 
de NADH, quanto de FADH2 
3. NADH e FADH2 se desfazem dos H+ para O2 (fosforilação oxidativa), formando H2O e ATP 
 Principal forma de gerar energia para o organismo, molécula que é armazenada: LIPÍDEO 
 Para que armazenar energia na forma de lipídeo se usamos a glicose? Tem um pouco de 
convergência 
 Proteínas, lipídeos e carboidratos são capazes de gerar o acetilCoA (ponto de convergência, em 
comum, do catabolismo destas 3 moléculas.) 
 
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PRODUÇÃO DE ACETILCOA 
 O acetilCoA – extremente importante – é a chave de entrada para o Ciclo de Krebs, sendo 
oxidado e liberando elétrons para o NAD+ e FAD, formando o NADH e o FADH2, os quais por 
serem transportadores de elétrons, vão levar eles para a cadeia respiratória que é justamente o 
processo de fosforilação oxidativa e aí vai ser gerado o ATP; 
 Para a produção do AcetilCoA tem-se várias moléculas envolvidas no processo 
 Produção de AcetilCoA: o complexo da piruvato desidrogenase (PDH), localizado na mitocôndria, 
oxida o piruvato (proveniente da glicose) em AcetilCoA, o NAD+ reduz durante a reação, 
formando o NADH. 
 É uma reação de descarboxilação oxidativa, oxidando o piruvato, reduzindo o NAD+ e liberando 
CO2, sendo uma reação irreversível; 
 A produção do AcetilCoA ocorre antes dos combustíveis entrarem no ciclo de Krebs 
 Para a produção do AcetilCoA a partir do piruvato (formado a partir da glicólise) é necessário a 
ação do Complexo da piruvato desidrogenase (PDH), que envolve: 
→ Mitocôndria e citosol de procariotos 
→ 3 enzimas (várias cópias) 
→ 5 cofatores (4 provenientes de vitaminas) 
→ Alfa-cetoglutarato desidrogenase – pastante similar ao processo piruvato desidrogenase 
 
 O piruvato (proveniente da glicólise – 6C –, que forma 2 piruvatos – 3C cada –) vai sofrer um 
processo de oxidação para formar acetil-CoA – vai perder é e hidrogênio –, no qual o NAD+ vai 
ser o receptor de elétrons, logo ele vai ser reduzido – recebe o H – formando o NADH. Isso gera 
CO2. Reação essa chamada de descarboxilação oxidativa, a qual é irreversível (seta só indo). 
3 ENZIMAS 
 
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→ O complexo piruvato desidrogenase é o responsável por essa reação. 
*Desidrogenase (enzima) = está envolvida em um processo de oxirredução. 
→ O NAD+ vai ser reduzido em NADH 
→ Conversão do piruvato em AcetilCoA 
→ Processo descarboxidação oxidativa, sendo esse irreversível 
→ Pode ser inibido pelo ATP, pelo NADH ou pelo próprio AcetilCoA, em momento que já existem 
uma grande oferta de energia 
 
REAÇÕES DO CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO OU DE KREBS 
 É chamado também assim pois o primeiro produto a ser formado é o citrato (ácido cítrico). 
 É uma via anfibólica, ou seja, está envolvido no catabolismo e no anabolismo 
 Formação de NADH, de FADH2 e de GTP 
 
 1° ETAPA: condensação do acetil-CoA(2C) com o oxaloacetato (4C), com formação do Citrato 
(6C), com ação da Citrato Cintase (enzima que sintetiza citrato) 
 
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 O oxalacetato é o primeiro produto do ciclo, ele se condensa com o AcetilCoA(2C), originando 
o citrato(6C), com a ajuda da enzima citrato sintase e é uma reação irreversível; 
 
 2° ETAPA: isomerização do citrato (6C) a isocitrato (6C), com um intermediário metabólico, 
chamado de Aconitato. 
→ Apresenta um processo de desidratação, seguida por um de hidratação 
→ Uso da enzima Aconitase 
→ É uma ação reversível 
→ O Isocitrato é consumido rapidamente, fazendo com que desvie essa reação, mesmo sendo 
reversível, para a formação de isocitrato. 
 
 A transformação do citrato em isocitrato, sob ação da enzima aconitase, é uma reação de 
isomerização (trocado dos lados do OH e H) e é a segunda reação do ciclo. 
 
 3° ETAPA: oxidação do isocitrato a alfa-cetoglutarato (descarboxilação oxidativa) 
→ NAD+ é reduzido a NADH (recebeu = reduziu) 
→ O isocitrato é consumido pela ação da enzima Isocitrato desidrogenase (reação de 
oxirredução) 
→ Ocorre com a perda de um carbono do Isocitrato, na forma de CO2 e com a oxidação desse 
Isocitrato 
 O isocitrato(6C) sofre um processo de descarboxilação oxidativa (pois libera CO2), com a 
ação da isocitrato desidrogenase, formando o alfa-cetoglutarato (5C), liberando o NADH 
 
 4° ETAPA: conversão do alfa-cetoglutarato a succinil-CoA (4C) 
→ Descarboxilação oxidativa, depois dessa etapa não pode haver mais 
nenhuma descarboxilação, pois como o Ciclo de Krebs é cíclico, se 
começou com 4C, vai terminar com 4C 
→ Alfa-cetoglutarato é oxidado 
→ Perde CO2 
→ NAD+ é reduzido a NADH 
 
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→ Usa o NAD+ como coenzima 
→ Ausente em alguns microorganismo anaeróbicos, o que permitiu a compreensão da função 
anabólica do ciclo de Krebs 
 O alfa-cetoglutarato sofre uma descarboxilação oxidativa, com a ação do Complexo Alfa-
Cetoglutarase Desidrogenase (composto por 3 enzimas), formando o Succinil-CoA (4C), 
liberando NADH; 
 
 5° ETAPA: conversão do succinil-CoA a succinato 
→ Formação da única e primeira molécula de GTP (ATP) 
→ Para a formação de GTP é necessário de energia, que é fornecida pela quebra de Succinil 
com a coenzima A, a qual tem uma alta energia ligada as moléculas. 
→ A energia liberada é usada para ligar o GDP ao fosfato, formando a 
molécula de GTP, que pode levar a formação de ATP 
→ Catalisado pela Succinil-CoA sintetase, é uma reação reversível. 
→ A partir desse momento, não pode mais ocorrer reações de 
descarboxilação 
 O SuccinilCoA(4C), com a ação da enzima succinil-coA sintetase, sintetiza o succinato(4C), 
liberando a coenzima A, formando GTP, com a liberação de energia; 
 
 6° ETAPA: conversão (oxidação) do succinato a fumarato 
→ Redução do FAD, formando FADH2 (molécula de energia, assim como 
NADH2) 
→ Reação de oxirredução, logo no nome da enzima vai haver 
desidrogenase 
→ Succinato desidrogenase é a enzima que catalisa o processo, com o 
FAD de coenzima 
→ O FAD será o receptor de elétrons da reação 
 
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 O succinato(4C) sofre uma reação de oxirredução (FADH2 reduz), pela ação da succinato 
desidrogenase, para formar o fumarato(4C); 
 
 7° ETAPA: conversão (hidratação) do fumarato a L-malato 
→ Reação de hidratação, que tem a Fumarase como enzima 
 O fumarato se hidrata, com a ação da fumarase, e forma o L-malato(4C); 
 
 8° ETAPA: conversão (oxidação) do malato a oxalacetato (restaurado finalmente) 
→ Redução do NAD formando o NADH 
→ A partir dessa reação o ciclo é reiniciado 
 O malato é oxidado (formando NADH), sob ação da malato desidrogenase, para formar o 
oxalacetato; 
 SALDO ENERGÉTICO DO CICLO DE KREBS: 3 NADH, 1 FADH2 e 1 ATP 
 Reinicio do Ciclo de Krebs. Ele nunca finaliza. 
 
 
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REAÇÕES DO CICLO DE ÁCIDO CÍTRICO 
 SALDO ENERGÉTICO DO CICLO DE KREBS: 3 NADH, 1 FADH2 e 1 ATP 
 Isso vai ser utilizado depois para a obtenção de energia. 
 
 
 
 
 
 
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REGULAÇÃO DO CICLO DE KREBS 
 Ocorre juntamente com a via glicolítica 
 Para cada acetil-CoA que entra no ciclo, temos 3NADH, 1 FADH2 e 1ATP no final do ciclo 
 É extremamente importante que esse seja regulado 
 Os pontos principais de regulação são naqueles pontos em que as reações são irreversíveis 
→ A enzima Citrato sintase será inibida pela presença de citrato (seu próprio produto), de ATP e 
de NADH, uma vez que esses são indicadores de muita energia, ou seja, em um momento 
em que o ciclo não é necessário. 
→ A enzima Isocitrato desidrogenase é inibida pela presença de ATP 
→ O complexo alfa-cetoglutarato desidrogenase é inibido tantopela NADH, quanto pelo seu 
próprio produto, que é o Succinil- CoA. 
 Essa regulação objetiva que toda vez que se tiver muita energia, o ciclo de Krebs seja inibido 
 Os produtos da própria reação são fatores que regulam as taxas da reação, assim como a 
quantidade de NADH e FADH2; 
 
 
 
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O CICLO DE KREBS 
 Não está envolvido apenas na produção de energia 
 
 Alguns organismo anaeróbicos não apresentavam o complexo alfa-cetoglutarato desidrogenase, 
porém apresentavam todos os outros intermediários do ciclo. 
→ Em organismos anaeróbicos, os intermediários do Ciclo de Krebs também são utilizados para 
diversos outros motivos, produzindo: lipídeos, aminoácidos e até mesmo a própria glicose. 
 Essa realidade ao ser pesquisada, demonstrou a importância desse ciclo para o metabolismo 
→ Pode ser feito “ao contrário” para o gasto de energia 
 Quando realizado para metabolismo, esse deixa de ser cíclico 
 
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 O primeiro produto será o Citrato, que pode ser tanto desviado para a síntese de ácido graxo 
(armazenamento de lipídeos), quanto para de esterol, como o colesterol 
 O alfa-cetoglutarato vai ser desviado para a síntese de glutamato (aminoácido) que dará origem 
a arginina, prolina e glutamina, ou seja, o Ciclo de Krebs, foi utilizado para produzir aminoácido 
para o organismo, e dará origem a purina, que participa da composição do ácido nucleico (DNA e 
RNA). 
 Um excesso de Citrato, corresponde a um excesso de energia no metabolismo 
 O Succinil-CoA dará origem ao grupo Heme, de grande importância no transporte de energia, fica 
na hemoglobina. 
 O ciclo de Krebs não tem importância apenas na fase catabólica, mas também na fase anabólica 
 Importante para a formação de biomoléculas, com a perda de intermediários do Ciclo de 
Krebs 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REAÇÕES ANAPLERÓTICAS 
 Quando se tira um intermediário do Ciclo de Krebs, ele deixa de ser cíclico, e aí que vem as 
reações anapleróticas. 
 São reações de reposição de intermediários metabólicos 
 Enzimas no fígado e no musculo esquelético que convertem o Piruvato em Oxalacetato, que é 
utilizado no início do ciclo de Krebs, sendo um exemplo de reações anapleróticas 
 A conversão do Piruvato em Malato, pela enzima Málica também é uma reação anapleróticas, 
que é seguida por uma oxidação de Malato em Oxalacetato 
 A maioria produz Oxalacetato, pois essa molécula é extremamente importante para o início do 
Ciclo de Krebs 
 O piruvato e o fosfenolpiruvato (via da glicólise), que dão origem ao oxalacetato, vêm dos 
carboidratos, já o ActilCoA de vários lugares (lipídeos, carboidratos e ácidos graxos) 
→ AcetilCoA vem de qualquer lugar, o Oxalacetato principalmente de carboidrato.