Aula 9 - Ciclo de Krebs

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Bioquímica 
Metabólica e 
Clínica
Descarboxilação 
do Piruvato, 
Fermentação e 
Ciclo de Krebs
Professor Hagamenon Alencar
2018
Fermentação
• Fermentação é um termo geral que denota a degradação
anaeróbica da glicose para obter energia na forma de ATP.
• A fermentação ocorre quando, após a glicólise, não é
realizado o ciclo de Krebs, porque o organismo em questão
não o possui ou porque esta via está bloqueada, como
durante a hipóxia (falta de oxigênio).
• Fermentação na indústria, vem a ser um processo utilizado
pelas bactérias, as quais não utilizam oxigênio sendo que, em
cada etapa é catalisada com a ajuda de diferentes enzimas.
Fermentação
• Exemplos de processos por fermentação:
• Iogurte é produzido pela ação de bactérias, denominadas de lactobacilos,
que produzem ácido lático.
• Pão e cerveja são produzidos pela fermentação alcoólica, onde a
fermentação é realizada por fungos (anaeróbios facultativos), que
produzem no final álcool;
• Vinagre é produzido pela fermentação acética, que consiste numa
reação química, onde ocorre a oxidação parcial do álcool etílico, obtendo
o ácido acético. As bactérias que realizam esse processo são as
acetobactérias.
• Antibióticos: fungos e bactérias podem fabricar estes medicamentos que
tem como objetivo atacar as bactérias patogênicas.
Fermentação lática
• A fermentação lática no ser humano ocorre nos músculos.
• Imagine que você está em uma cidade movimentada onde o
seu deslocamento de um local a outro terá de ser feito
somente a pé ou de bicicleta.
• Mas lembre-se: você é uma pessoa quase sedentária, não
gosta de andar e somente vai de carro ou de ônibus.
Fermentação lática
• Aí depois de meia hora ou uma hora andando, dependendo das
pessoas, pode ocorrer fadiga muscular.
• Via Anaeróbica (falta de oxigênio)
• Quando fazemos um esforço muscular intenso, a quantidade
de oxigênio que chega nos músculos não é o suficiente para
fornecer toda a energia necessária para a atividade
desenvolvida.
• Então, as células musculares passam a realizar fermentação
láctica, onde o lactato acumula-se no interior da fibra
produzindo dores, cansaço e cãibras.
Fermentação lática
• PIRUVATO ---------------------------> LACTATO
• Após um período de repouso, o ácido lático presente no
músculo da pessoa é “queimado” e as dores musculares
desaparecem.
• O ácido é conduzido pela corrente sanguínea ao fígado onde
é convertido em ácido pirúvico.
• A enzima presente na reação é a lactato-desidrogenase
(LDH).
ausência de O₂
Fermentação lática
Anaeróbios ou 
Anaeróbios 
facultativos
Células 
musculares
Lactato 
desidrogenase
Fermentação alcoólica
• Ocorre em microrganismos e tem como produto final o
etanol.
• O piruvato sofre ação da enzima piruvato descarboxilase,
sendo retirada uma molécula de CO₂. Dessa forma, é
transformado na molécula de acetaldeído.
• Na sequência, o acetaldeído sofre a ação da enzima álcool-
desidrogenase e com a participação de NADH + H⁺, é
convertido em etanol.
Fermentação alcoólica
Anaeróbios
Piruvato 
descarboxilase
Álcool 
desidrogenase
Descarboxilação do piruvato com
formação de Acetil-CoA
Descarboxilação do piruvato com
formação de Acetil-CoA
• Reação acontece dentro da matriz mitocondrial
Descarboxilação do piruvato com
formação de Acetil-CoA
Descarboxilação do piruvato com
formação de Acetil-CoA
• Antes de iniciar o ciclo, temos que lembrar do ciclo da
glicólise onde o produto final foi PIRUVATO (situado no
citoplasma sendo via aeróbica).
• Esta molécula pode ter 2 sentidos: ou vai para formar Lactato
ou vai para o Ciclo de Krebs a fim de formar ENERGIA,
liberar gás carbônico e formar molécula de água, uma vez que
este ciclo trabalha em conjunto com a cadeia respiratória.
Descarboxilação do piruvato com
formação de Acetil-CoA
• PIRUVATO Acetil-CoA
• Piruvato tem de ser oxidado a Acetil-CoA e eliminar o gás
carbônico. (Acetil-CoA = Acetil coenzima A.)
• O referido processo é irreversível.
• Quem participa da reação é o complexo Piruvato
desidrogenase.
• Este complexo requer 3 diferentes enzimas e 5 diferentes
coenzimas:
Descarboxilação do piruvato com
formação de Acetil-CoA
• Enzimas: descarboxilase; diidrolipoil-transacetilase; diidrolipoil desidrogenase.
• Coenzimas:
• Tiamina pirofosfato (Tiamina ou vitamina B1 é uma das vitaminas B);
• FAD - flavina adenina dinucleotídeo;
• NAD - nicotinamida adenina dinucleotídeo;
• Ácido lipóico ou lipoato (Ácido lipóico é um composto organosulfurado derivado do
ácido octanóico que contém dois átomos de enxofre vicinais ligados por uma ligação
dissulfídica);
• Coenzima A.
• Assim, se tiver todo o complexo, o PIRUVATO entra na mitocôndria e forma Acetil-CoA.
• Se ocorrer alguma deficiência no complexo, o Piruvato não formará Acetil-CoA e voltará
a formar Lactato.
Descarboxilação do piruvato com
formação de Acetil-CoA
Descarboxilação do piruvato com
formação de Acetil-CoA
Ciclo de Krebs
Ciclo de Krebs
• Conjunto de processos onde a célula consome O₂ e produz
CO₂.
• Energia capturada de:
• Carboidratos, Lipídeos e Aminoácidos
• Três estágios:
• Produção de Acetil-CoA
• Oxidação de Acetil-CoA
• Transporte de elétrons e fosforilação oxidativa
Ciclo de Krebs
• Este ciclo serve para formar ATP (energia), liberar gás carbônico
e formar molécula de água através do transporte de elétrons.
• Em todas as etapas existem enzimas para a reação ocorrer
como:
• aconitase
• isocitrato desidrogenase
• α-cetoglutarato desidrogenase
• succinil CoA sintestase
• succinato desidrogenase
• fumarato hidratase
• malato desidrogenase
Ciclo de Krebs
• Os compostos que estão presentes no ciclo são:
• Oxaloacetato + C (proveniente do Acetil CoA) ----> Citrato ----> 
Isocitrato----->Alfa-Cetoglutarato ---->Succinil CoA ----->Succinato-
--->Fumarato--->Malato voltando a ser Oxalacetato
• Isto ocorre como relógio biológico, onde formará ATP.
Ciclo de Krebs
Ciclo de Krebs
Ciclo de Krebs
Ciclo de Krebs
• Relembrando:
• Conversão do Piruvato em Acetil-CoA
Ciclo de Krebs
• 1º passo: Formação do Citrato
• Condensação de Acetil-CoA e Oxaloacetato, formando
Citrato (enzima: citrato sintase)
Ciclo de Krebs
• 2º passo: Formação do Isocitrato via Cis-aconitato
• Citrato é isomerizado a Isocitrato (enzima: aconitase)
Ciclo de Krebs
• 3º passo: Oxidação do Isocitrato a α-Cetoglutarato e CO₂
• Isocitrato é oxidado a α-Cetoglutarato (enzima: isocitrato
desidrogenase), redução de NAD a NADH e liberação de CO₂
Ciclo de Krebs
• 4º passo: Oxidação do α-Cetoglutarato a Succinil-CoA e CO₂
• α-Cetoglutarato é transformado em Succinil-CoA (enzima: α-Cetoglutarato
desidrogenase), redução de NAD a NADH e liberação de CO₂
Ciclo de Krebs
• 5º passo: Conversão do Succinil-CoA em Succinato
• Succinil-CoA é convertida em Succinato (enzima: succinil-
CoA sintetase), formação de GTP a partir de GDP + Pi
Ciclo de Krebs
• 6º passo: Oxidação do Succinato a Fumarato
• Succinato é oxidado a fumarato (enzima: succinato
desidrogenase), redução de FAD a FADH₂
Ciclo de Krebs
• 7º passo: Hidratação do Fumarato produzindo Malato
• Fumarato é hidratado a malato (enzima: fumarase)
Ciclo de Krebs
• 8º passo: Oxidação do Malato a Oxaloacetato
• Malato é oxidado a Oxaloacetato (enzima: malato
desidrogenase), redução de NAD a NADH
Piruvato
Complexo Piruvato Desidrogenase
Acetil-CoA
Citrato
Isocitrato
Alfa Cetoglutarato
Succinil-CoASuccinato
Fumarato
Malato
Oxaloacetato
Aconitase
Isocitrato Desidrogenase
NADH
Alfa Cetoglutarato Desidrogenase
NADH
CO2
Succinil-CoA
Sintetase
CO2
GTP=ATP
Succinato
Desidrogenase
FADH2
Fumarase H2O
Malato Desidrogenase
NADH
NADH CO2
Citrato Sintase
Ciclo de Krebs
• Conclusão:
• 2 carbonos entram no ciclo na molécula de Acetil-CoA e
dois saem como CO₂.
• Do piruvato até o fim do ciclo houve a produção de 4
NADH, 1 FADH₂ e 1 ATP.
__________________________________________________
x 2
Ciclo de Krebs
• Saldo energético
• São produzidos a partir de 2 piruvatos:• 2 NADH na metabolização dos piruvatos em acetil-CoA
• No ciclo de Krebs:
• 6 NADH
• 2 FADH₂
• 2 ATP
Ciclo de Krebs
• Saldo total
• 6 NADH
• 2 FADH₂
• 2 ATP
• 4 CO₂
• 2 H₂O
Obrigado!