Estudo Dirigido - Ciclo de Krebs

Prévia do material em texto

Ciclo de Krebs
1) Explique os estágios da respiração celular.
A respiração celular possui 3 estágios:
1° Estágio: Produção de acetil-CoA: nesse estágio, moléculas combustíveis orgânicas (glicose, ácidos graxos e alguns aminoácidos) são oxidadas para produzirem fragmentos de dois carbonos, na forma do grupo acetil-coenzima A (acetil-CoA).
2° Estágio: Oxidação da acetil-CoA: os grupos acetil entram no ciclo de Krebs, que os oxida enzimaticamente a CO2. A energia liberada é conservada nos transportadores de elétrons reduzidos NADH e FADH2. 
3° Estágio: Transferência de elétrons e fosforilação oxidativa: o NADH e o FADH2 são oxidados, doando prótons (H+) e elétrons. Os elétrons são transferidos ao O2 (o aceptor final dos elétrons) por meio de uma cadeia de moléculas transportadoras de elétrons, a cadeia respiratória. No curso da transferência de elétrons, a grande quantidade de energia liberada é conservada na forma de ATP, por um processo chamado de fosforilação oxidativa.
2) Qual o papel do Ciclo de Krebs?
O Ciclo de Krebs possui como papel:
· Promover a oxidação de produtos finais do metabolismo dos carboidratos, lipídios e de diversos aminoácidos. Essas substâncias são convertidas em acetil-CoA, liberando CO2 e H2O e sintetizando ATP. Logo, ele pode produzir energia para a célula.
· Os intermediários (produtos que vão sendo liberados) podem ser retirados do ciclo para sintetizar outros compostos do organismo, caso haja necessidade.
· Liberar as coenzimas NADH e FADH2 para a cadeia respiratória, que lá serão oxidadas com o objetivo de formar mais ATP, ou seja, mais energia para a célula.
3) Explique os caminhos do piruvato em condições aeróbicas e anaeróbicas. 
A molécula de piruvato pode tomar 3 caminhos diferentes:
· Em condições aeróbicas, o piruvato sofre oxidação, perdendo seu grupo carbonil sob a forma de CO2, a fim de gerar o grupo acetil da acetil-coenzima A. Esse grupo é completamente oxidado a CO2 no ciclo de Krebs.
· Em condições anaeróbicas, o piruvato sofre redução, se transformando em lactato, recebendo elétrons do NADH.
· Também em condições anaeróbicas, o piruvato faz parte da fermentação alcóolica. Nesse processo, o piruvato é convertido a etanol e CO2. Essa produção de etanol acontece em alguns organismos específicos, como protistas, e não ocorre em seres humanos.
4) Explique a transformação enzimática do piruvato em Acetil-COA. Cite as coenzimas requeridas para esta reação. 
O piruvato é oxidado, e com isso, é convertido em Acetil-CoA. Essa reação ocorre com a ação de um grupo de 3 enzimas (o complexo da piruvato-desidrogenase) e 5 coenzimas. 
As 5 coenzimas são as:
· Pirofosfato de tiamina (TPP);
· Dinucleotídeo de flavina-adenina (FAD);
· Coenzima A (CoA);
· Dinucleotídeo de nicotinamida-adenina (NAD);
· Lipoato.
5) Qual o papel da coenzima A? 
A coenzima A atua como transportadora de grupamentos acetil (-COCH₃).
6) Sobre o Ciclo de Krebs: 
	a. Explique todos os oito passos das reações.
Reação 1: Formação do citrato: condensação de acetil-CoA e oxaloacetato para a formação de citrato, catalisada pela enzima citrato-sintase.
	
Reação 2: Formação de isocitrato via cis-aconitato: a enzima aconitase catalisa a transformação reversível do citrato a isocitrato, pela formação intermediária cis-aconitato.
Reação 3: Oxidação do isocitrato a α-cetoglutarato e CO2: a enzima isocitrato-desidrogenase catalisa a descarboxilação oxidativa para formar α-cetoglutarato. Essa reação libera um NADH.
Reação 4: Oxidação do α-cetoglutarato a succinil-CoA e CO2: é uma descarboxilação oxidativa, na qual o α-cetoglutarato é convertido a succinil-CoA e CO2 pela ação do complexo da α-cetoglutarato-desidrogenase. Essa reação libera um NADH.
Reação 5: Conversão de succinil-CoA a succinato: a enzima succinil-CoA-sintesase catalisa a conversão de succinil-CoA a succinato. A saída da CoA possibilitará a formação de GTP, que libera um fosfato ao ADP, que vira ATP.
Reação 6: Oxidação do succinato a fumarato: o succinato é oxidado a fumarato pela enzima succinato-desidrogenase. Essa reação libera um FADH2. 
Reação 7: Hidratação do fumarato a malato: a hidratação reversível do fumarato a L-malato é catalisada pela enzima fumarase. 
Reação 8: Oxidação do malato a oxaloacetato: na última reação do ciclo, a enzima L-malato-desidrogenase, ligada ao NAD, catalisa a oxidação do L-malato a oxaloacetato. Essa reação libera um NADH. 
b. Quantas coenzimas foram liberadas?
Em uma volta do Ciclo de Krebs, são liberadas 4 coenzimas: 3 NADH e 1 FADH2. 
	c. Quantos ATP foram sintetizados? 
Em uma volta do Ciclo de Krebs, apenas 1 ATP é sintetizado.
	d. Existe diferença energética entre o GTP e ATP? Explique como o GTP pode formar ATP? 
Existe. Apesar do ATP ser a principal moeda energética das nossas células, o GTP é energicamente mais vantajoso que o ATP. Entretanto, a maioria das nossas enzimas não é capaz de reconhecer o GTP, e por isso ele não é utilizado para tal.
O GTP formado pela succinil-CoA-sintetase é capaz de doar um grupo fosfato ao ADP, a fim de formar ATP, em uma reação reversível catalisada pela enzima nucleosídeo-difosfato-cinase.
GTP + ADP ⇆ GDP + ATP
	e. Onde ocorre?
Na matriz mitocondrial.
6) Explique o rendimento energético a partir de duas moléculas de piruvato.
Rendimento:
Via Glicolítica: 2 ATPs e 2NADHs
2 Piruvato - 2Acetil-CoA: 2 NADHs
Ciclo de Krebs (cada volta): 3NADHs, 1 FADH2, 1ATP
A passagem de elétrons do NADH ao O2 impele a formação de ≈ 2,5 ATP;
A passagem de elétrons do FADH2 para o O2 impele a formação de ≈ 1,5 ATP;
Via Glicolítica: 2 ATPs e 2 NADHs
*2 ATP: 2 x 1 = 2 ATP
*2 NADH: 2 x 2,5 = 5,0 ATP
2 Piruvato - 2 Acetil-CoA: 2 NADHs
2 NADH x 2,5 = 5,0 ATP
Ciclo de Krebs (cada volta): 3NADHs, 1 FADH2, 1ATP
X2: 6NADHs, 2FADH2, 1ATP.
6NADHx 2,5 = 15 ATP
2 FADH2 x 1,5 = 3,0 ATP
1 ATP: 2 x 1,0 = 2,0 ATP
Total: 32 ATPs.
BOA SORTE