Ciclo de Krebs e Metabolismo

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CICLO DE KREB/CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 1
CICLO DE KREB/CICLO DO 
ÁCIDO CÍTRICO
https://www.youtube.com/watch?v=zkBPj_E1YFc 
https://www.youtube.com/watch?v=RBzrjCPanO4 
https://www.youtube.com/watch?v=JORhTOC1kos 
METABOLISMO
↳ É o termo empregado para descrever a inter-conversão dos 
compostos químicos presentes no organismo e as vias percorridas 
pelas moléculas individualmente, tanto sobre suas inter-relações 
quanto nos mecanismos que regulam os fluxos de metabólitos por 
essas vias.
↳ Os processos químicos celulares são organizados em forma de 
uma rede de reações enzimáticas interligadas, nas quais, as 
biomoléculas são quebradas e sintetizadas com a geração e gasto 
de energia, respectivamente (esse respectivamente é geralmente).
Vias anabólicas - síntese de complexos maiores por precursores 
maiores; endotérmicas
Vias catabólicas - degradação de moléculas maiores; exotérmicas; 
produzindo equivalentes redutores, e na cadeia respiratória, 
produzindo ATP
Vias anfibólicas - ocorrem no cruzamentos do metabolismo, 
realizando a conexão entre as vias anabólicas e catabólicas 
(ciclo do ácido cítrico/ciclo de krebs - conecta muitas vias 
metabólicas para direcionar as células para produção de energia)
IMPORTANTE
Os produtos da digestão são, glicose, ácidos graxos e glicerol, e
aminoácidos, sendo todos metabolizados em Acetil-CoA, que é 
oxidado pelo ciclo de krebs produzindo finalmente ATP pelo 
processo da fosforilação oxidativa.
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CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO
↳ É uma sequência de reações que ocorre nas mitocôndrias, que 
oxida a fração Acetil da Acetil Coenzima A, e reduz coenzimas que
são novamente oxidadas pela cadeia de transporte de elétrons 
ligada a formação de ATP
↳ Durante a oxidação da AcetilCoA, as coenzimas são reduzidas e 
subsequentemente o reoxidadas na cadeia respiratória em um 
processo ligado a a formação de ATP, chamado, fosforilação 
oxidativa (processo aeróbio, exigindo a presença de oxigênio como
oxidante final das coenzimas reduzidas)
↳ Durante a glicólise aeróbica, glicose ou outras hexoses são 
convertidas em piruvato, produto final dessa via citosólica. O 
piruvato, é também formado da degradação de aminoácidos, e tem 
vários destinos, dependendo do tecido e de seu estado metabólico.
Um de seus destinos importantes, é sua conversão em Aceti-Coa 
pelo complexo multi-enzimático piruvatodesidrogenase. Umaa 
possível deficiência nessa enzima pode apresentar em defeitos 
neurológicos graves que geralmente resultam em morte.
↳ A atividade do ciclo é regulada pelo controle respiratório, 
via cadeia respiratória e fosforilação oxidativa, logo, sua 
atividade depende imediatamente do suprimento de NAD+, que por 
sua vez depende da disponibilidade de ATP, e por isso de sua taxa
de utilização no trabalho químico e físico.
↳ Regulação das enzimas do ciclo: piruvato desidrogenase, 
citrato-sintase, isocitrato-desidrogenase e alfa-cetoglutarato-
desidrogenase.
OBS: as desidrogenases são ativadas pelo Ca2+, cuja concentração 
aumenta na contração muscular, mediante uma maior demanda de 
energia.
OBS: Fontes e destinos do Acetil-CoA
O grupo acetato, é derivado das principais vias metabólicas 
geradoras de energia das células, sendo estas, a oxidação de 
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ácidos graxos de cadeia longa pela beta oxidação, a quebra de 
carboidratos ingeridos ou armazenados pela glicólise, a oxidação 
dos corpos cetônicos, oxidação do etanol e a quebra oxidativa de 
certos aminoácidos. Todos, resultam na produção de dois carbonos 
de Acetil-CoA. 
1. O piruvato formado a partir da glicólise, é convertido em 
Acetil-CoA por meio do complexo enzimático piruvato-
desidrogenase (processo realizado logo antes do início do 
ciclo do ácido cítrico); ponto de regulação
2. Por meio da enzima citrato sintase, o resíduo Acetil do 
AcetilCoA é condensado com o oxalancetato (ácido 
discarboxílico de 4 carbonos) para formar o citrato (ácito 
tricarboxílico de 3 carbonos), assim, iniciando o Ciclo de 
Krebs .: tem-se a saída do CoA mediante à reação que culmina 
na junção dos carbonos do acetil com os do oxaloacetato
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3. Citrato convertido em isocitrato por uma reação reversível 
catalisada pela enzima aconitato hidratase, por meio de um 
intermediário, o cis-conitato. Uma curiosidade é que o 
fluoracetato é um potente inibidor do ciclo do ácido cítrico, 
embora não iniba diretamente nenhuma das enzimas do ciclo. 
Este, é convertido em fluorcitrato, potente inibido da 
aconitase. O Fluoracetil-CoA é formado pela Acetil-CoA 
sintase, e é convertido em Fluoracetato, que é letal em 
pequenas doses. 
4. Oxidação do Isocitrato para formar a-cetoglutarato através da 
enzima isocitrato desidrogenase, em uma redução de 
descarboxilação oxidativa, com a redução de NAD em NADH+H+
(Intermediário: Oxalossuccinato)
5. Oxidação do a-cetoglutarato a succinil-CoA (tiol-éster rico em 
energia, semelhante ao Acetil-CoA) e CO2, catalizada pela 
ação do complexo enzimático a-cetoglutarato desidrogenase. 
Ocorre liberação de NADH. O arsênito, é altamente tóxico, uma 
vez que faz ligações que inibem a ação das enzimas piruvato-
desidrogenase e alfa-cetoglutarato-desidrogenase.
6. Conversão do succinil-CoA a succinato catalizada pela enzima 
Succinil-CoA sintetase (ou succinato-tiocinase) em uma reação 
reversível, resultando na fosforilação de GDP+P em GTP 
(possui um teor energético semelhante ao do ATP). A reação 
envolve um intermediário enzimático chamado succinil-fosfato.
7. Oxidação do succinato a fumarato pela ação da enzima succinato 
desidrogenase (enzima complexa fortemente ligada a membrana 
mitocondrial interna) em uma reação reversível na presença de 
FAD que é convertido a FADH2. 
8. Hidratação do fumarato a malato pela ação da enzima fumarase 
(fumarato hidratase), sendo uma reação livremente reversível. 
Geralmente a deficiência de enzimas no ciclo ácido cítrico é 
rara, indicando a importância dessa via para a sobrevivência, 
entretanto foram vistos vários casos de deficiência da enzima 
fumarase, que resulta em um grave déficit neurológico, 
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encefalomiopatia e distonia, que se desenvolvem logo após ao 
nascimento. 
9. Oxidação do malato a oxalacetato, catalizada pela ação da 
enzima L-malato desidrogenase na presença de NAD+, decorrente 
da transferência dos equivalentes de redução, produzindo NADH 
+ H+. O equilíbrio desta reação favorece a formação de L-
malato, porém a utilização do oxalacetato para recomeçar o 
ciclo ou gliconeogênese ou formar aspartato.
OBS:
⇡ATP e ⇡NADH .: inibição da isocitrato desidrogenase .: acúmulo 
de isocitrato que será convertido pela própria aconitase em 
citrato, que ao chegar ao citosol será quebrado em acetil-CoA e 
oxaloacetato, possibilitando que ocorra a lipogênese, utilizando 
o oxaloacetato.
⇡ATP e ⇡Acetil-CoA .: inibição da piruvato desidrogenase por 
"feedback" negativo + estimula a gliconogênese
SALDO ENERGÉTICO
3 NADH - oxidação de cada NADH+H+ resulta na formação de 2,5 
moléculas de ATP por fosforilação oxidativa .: 7,5ATP
1 FADH2 - sua oxidação gera 1,5 moléculas de ATP
1 GTP .: 1 ATP
.: o rendimento líquido para um ciclo completo de ácido cítrico é
de 10ATP
PAPEL FUNDAMENTAL NO METABOLISMO
O ciclo não é apenas uma via para oxidação de unidade de dois 
carbonos, mas também uma importante via para a interconversão de 
metabólitos que surgem da transaminação de desaminação de 
aminoácidos, fornecendo substratos para síntese de aminoácidos 
por transaminação, bem como para a gliconeogenese e a síntese de 
ácidos graxos. Em virtude dessa função, em processos tamto 
oxidativos quanto de síntese, o ciclo do ácido cítrico é um 
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processo ANFIBÓLICO, ou seja, possui reações catabólcas (quebra-
exotérmica) e anabólicas (síntese-endotérmica) com a finalidade 
de oxidar a Acetil-CoA que se obtém da degradação de 
carboidratos, ácidos graxos e aminoácidos a duas moléculas de 
dióxido de carbono (CO2).
REAÇÕES ANAPLEURÓTICAS
São reações de preenchimento/reposição que levam à formação dos 
intermediários do ciclo, ou seja, são reações chaves para repor 
as necessidades das células, atuando como reações que 
complementam ("socorristas") o ciclo de krebs caso este esteja 
precisando por ter desviado uma quantidade maior de equivalentes 
redutores ou até de ATP.
A mais importante é a catalisada pela enzima pruvato-carboxilase,
que converte o piruvato e CO2 em oxaloacetato. 
Qual a importância do ciclo de Krebs na produção de 
ATP/energia?
Realizar a conexão entre os equivalentes redutores do saldo do 
ciclo, com a cadeia transportadora de elétrons que por sua vez 
vai produzir ATP, energia. Logo, é ativado no período de jejum 
e/ou entre refeições e inibido durante o pós-prandial