resumo ciclo do acido citrico

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Ciclo do ácido cítrico – Bioquímica celular 
 
 
@bomdialaura 
Ciclo do ácido cítrico e a mitocôndria – ganhos 
 
• A membrana externa da mitocôndria 
permite muitas trocas, não é muito seletiva; 
• A membrana interna é muito seletiva → 
só passa o que tiver transportador; 
• Invaginações geram espaço inter-
membrana e matriz mitocondrial; 
• As reações ocorrem na matriz 
mitocondrial e algumas na membrana interna; 
• Com o surgimento das mitocôndrias e do ciclo do ácido cítrico, foi possível oxidar 
mais o piruvato, transformando-o em CO2 e água; 
• No primeiro estágio, o piruvato desidrogenase será transformado dentro da 
mitocôndria em acetil-CoA; 
• Além de oxidar mais a glicose e obter mais energia, o ciclo do ácido cítrico possibilita 
a obtenção de energia de outras biomoléculas como aminoácidos e ácidos graxos 
→ estágio comum: formação do acetil-CoA; 
• O acetil-CoA vai para o estágio 2 → ciclo do ácido cítrico; 
֍ Ocorrem várias reações de oxidação; 
֍ Os elétrons do processo de oxidação vão ser transferidos para o NADH e 
para o FADH2; 
֍ Ocorre também a formação do CO2 
→ acaba de oxidar completamente todos os 
carbonos, sejam provenientes da glicose, aminoácidos ou ácidos graxos; 
֍ Há pouco ATP nessa fase do ciclo → serão gerados em uma terceira etapa em 
que haverá oxidação do NADH e o FADH2; 
֍ Não há condições para se fazer fermentação – regeneração do NAD+ - na 
mitocôndria → ocorrerá no estágio 3: fosforilação oxidativa; 
o Os elétrons do NADH serão passados para o oxigênio, formando água; 
o Haverá geração de energia para formar ATP; 
֍ No ciclo do ácido cítrico, a energia está no NADH e no FADH2; 
1- O Piruvato entrará na mitocôndria e será transformado em acetil-CoA; 
֍ Oxidação do carbono → dá energia; 
֍ Tira-se elétrons desse carbono → o carbono mais oxidado é o 
CO2; 
֍ Acetil-CoA é uma molécula mais instável, tem mais energia; 
 
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Funcionamento da piruvato desidrogenase 
 
 
1- O cofator tiamina-pirufosfato, ligado a enzima 1, é capaz de 
atacar o carbono e liberar CO2; 
2- O cofator ligado a enzima 2, lipoato, tem um enxofre 
capaz de atacar outro carbono e tirar o H, formando uma ligação 
carbono-enxofre na enzima; 
3- A CoA-SH irá reestabelecer a enzima 2 em forma 
reduzida. Ela tem uma ligação carbono-enxofre que irá formar 
Aceril-CoA; 
4- O lipoato na forma reduzida, passa os elétrons para o 
FADH2, sendo oxidado e voltando para a reação; 
֍ O FADH2 está sempre ligado a enzima; 
֍ Poder de oxidação-redução menor; 
5- O NAD+ retirará os elétrons do FADH2, formando NADH 
e H+, regenerando a enzima 2 completamente para que ela possa 
atuar novamente; 
• Formação de um acetil-CoA e um NADH; 
• Como cada glicose gera 2 piruvatos, o produto será 2 acetil-CoA e 2 NADH por glicose; 
• Ainda há no acetil-CoA dois carbonos que podem ser oxidados completamente até CO2 → ocorrerá no ciclo do ácido cítrico 
na mitocôndria; 
 
 
 
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Reações do ciclo do ácido cítrico 
 
• Reações permitirão a formação de NADH, FADH2, GTP e oxidação completa dos dois carbonos do CO2; 
1- Liberação de de Acetil-CoA que se ligará ao oxalacetato, formando citrato; 
֍ Reação de condensação; 
֍ Não houve oxidação; 
֍ Liberação da CoA-SH; 
֍ Citrato acetato não reconhece ADP na célula, por isso não há 
geração de ATP; 
֍ A energia é liberada na forma de calor, porque a concentração 
de oxalacetato na célula é muito baixa, fazendo com que, se houvesse 
a formação de ATP, a reação ocorreria sempre no sentido indireto; 
2- Transformação do citrato em isocitrato; 
֍ Ocorre no sentido direto devido a alta concentração de 
citrato; 
֍ A água sai no produto intermediário e volta em posições 
diferentes; 
 
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3- Isocitrato perde COO- e forma alfa-cetoglutarato; 
 
֍ Primeira reação em que há oxidação de carbono e liberação de 
CO2; 
֍ Oxida completamente 2 carbonos da glicose (cada glicose gera 2 
piruvatos); 
 
4- Alfa-cetoglucerato formará succinil-CoA; 
֍ Há 3 subunidades na enzima alfa-cetoglucerato 
desidrogenase → reconhece o alfa; 
֍ Regenera enzima; 
֍ Funcionamento da enzima é semelhante ao 
funcionamento do lipoato; 
֍ Gera um NADH; 
֍ Oxida completamente os carbonos que entraram com o 
acetil-CoA; 
֍ Se o ciclo terminasse aqui, haveria uma baixa de oxalacetato → necessário a formação de oxalacetato; 
5- Tranformação de succinil-CoA em succinato; 
 
֍ COO- permite ressonância e estabiliza a molécula; 
֍ Ocorre muita liberação de energia → acopla a quebra da molécula 
a síntese do GTP; 
֍ A transformação de GTP em ADP muito simples; 
֍ Devido há não haver baixa de regente nessa reação, pode ocorrer 
a síntese de GDP; 
 
6- Succinato é transformado em fumarato; 
֍ Os carbonos em dupla ligação no produto estão menos oxidados 
do que em dupla ligação com oxigênio; 
֍ Essa oxidação não tem energia suficiente para formar o NADH 
→ o FADH2 recebe os elétrons e oxida a molécula; 
֍ O FADH2 não sai da enzima; 
֍ O sucçanato hidrogenase está na membrana mitocondrial interna 
→ faz parte da cadeia de transporte de elétrons; 
֍ Todas as enzimas que trabalham gerando NADH estão na matriz 
mitocondrial; 
֍ O sentido da reação depende das concentrações; 
7- Transformação de fumarato em malato; 
 
 
֍ Haverá entrada de uma molécula de água desfazendo a dupla ligação; 
 
 
 
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8- Transformação do malato em oxalacetato; 
 
֍ Formação de NADH e H+; 
֍ Há na mitocôndria baixa concentração de oxalacetato, por isso a 
reação ocorre no sentido direto; 
 
• Grande parte da energia do processo está nos NADH e no FADH2, só 
gera uma molécula de GTP; 
• Ganho para uma célula aeróbica: 30-32 ATP por glicose, 15x que nas células anaeróbicas; 
• Possibilitou que as células aeróbicas se expandissem; 
• O ciclo é importante também para a geração de precursores que vão funcionar em biossíntese; 
Reações anapleróticas 
 
• Na biossíntese não é possível regenerar o oxalacetato → as reações anapleróticas fazem isso para evitar o bloqueio do ciclo 
do ácido cítrico; 
• Parte do piruvato sendo transformado em oxalacetato já permite que o ciclo retorne; 
• Gliconeogenese é uma reação anaplerótica; 
 
• Plantas, bactérias e leveduras não formam ATP → garantem a síntese do oxalacetato. 
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Regulação do ciclo do ácido citrico 
 
• O clico não pode parar; 
• Será regulado por reação alostérica da célula; 
• Se o piruvato virar Acetil-CoA, ele não pode mais virar 
glicose; 
• Se há muito ácido-graxo, indica que não há necessidade 
do piruvato tornar-se acetil-CoA; 
• Se há muito NADH e muito ATP, indica muita energia e 
não é necessário transformar piruvato em acetil-CoA → haverá 
transformação em glicose; 
• Se há muito acetil-CoA, indica que não é necessário a 
formação de mais → haverá formação de oxalacetato; 
• Se há muito AMP, NAD+ e CoA, indica necessidade de 
geração de energia, transformando piruvato em acetil-CoA; 
• O Ca2+ é muito importante na célula muscular, então, se 
há muita atividade, muito Ca2+ será liberado e indica a 
necessidade de transformar piruvato em Acetil-CoA; 
• Se há excesso de NADH, succinil CoA, citrato e ATP, 
indica a necessidade de baixar a velocidade do ciclo → inibição 
desse processo; 
• Se houver muito ADP, indica que é necessário maior 
velocidade nas reações do ciclo; 
 
 
• Pode ocorrer também atividade na piruvato desidrogenase dependendo se ela está fosforilada ou desfosforilada → atividade do 
glucagon e da insulina; 
• O glucagon fosforila a piruvato desidrogenase → indica que o piruvato não precisa ser transformado em acetil-CoA e inativa as 
enzimas; 
• A insulina torna a piruvato desidrogenase ativa → ocorre desfosforilação da piruvato desidrogenase.Ciclo do ácido cítrico – Bioquímica celular 
 
 
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O ciclo do ácido cítrico em organismos anaeróbicos 
 
 
 
• Os organismos anaeróbicos não precisam do CAC para geração de energia, mas 
necessita para a biossíntese; 
• O lado esquerdo do ciclo é redutor → consome NADH liberando NAD+; 
• O lado direito é oxidativo → gera NADH; 
 
 
 
 
 
Ciclo do glioxilato 
 
 
 
 
• Ocorre em plantas; 
• A reserva energética das sementes geralmente está na forma de gordura; 
• Necessário transformar a gordura em carboidrato; 
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