View
1.019
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
EL CICLO DE KREBS
Ciclo de krebs
Ciclo del ácido cítrico
Introducción
En la fisiología celular de los organismos ocurren un gran sin número de reacciones químicas, dentro de ellas tenemos reacciones anabólicas y catabólicas y estas en conjunto constituyen el metabolismo celular por ejemplo la síntesis del ATP
Sir Hans Krebs 1937
Músculo pectoral de paloma
El citrato
El isocitrato
Cis aconitato
Estimulan la oxidacion del piruvato y el consumo de oxigeno
El malonato (inhibidor de la succinato deshidrogenasa) logra bloquear la oxidación del piruvato.
La administacion de piruvato y oxalacetato al tejido provocaba la acumulación de citrato.
Las ocho enzimas del ciclo catalizan una serie de reacciones que:
Oxidan un grupo acetilo a dos moléculas de dióxido de carbono, con la generación de tres moléculas de NADH, una de FADH2 y una de GTP
Adición del grupo acetilo al oxalacetato (o síntesis del
citrato)
Paso 1
COO
C=O
CH
COO
2
Oxalacetato
El oxalacetato es un compuesto de 4 carbonos Tambien llamado ácido oxalacético
COO
C=O
CH
COO
2
Oxalacetato
CH 2
C
CH
COO
COOHO
2
Citrato
Acetil - CoA
El grupo acetilo o acetil proviene de la glucolisis o de la beta Oxidacion de acidos grasos yContiene 2 carbonos
COO
C=O
CH
COO
2
Oxalacetato
CH 2
C
CH
COO
COOHO
2
Citrato
Acetil - CoA
La coenzima A (Co A) es una coenzima especializada en el transporte de grupos de dos Carbonos como Es el caso del grupo acetil
COO
C=O
CH
COO
2
Oxalacetato
COO
CH 2
C
CH
COO
COOHO
2
Acetil - CoA
COO
C=O
CH
COO
2
Oxalacetato
COO
CH 2
C
CH
COO
COOHO
2
Acetil - CoA CoA - SH
COO
C=O
CH
COO
2
Oxalacetato
COO
CH 2
C
CH
COO
COOHO
2
Acetil - CoA CoA - SH
La CoA se retira con un grupo sulfuro
COO
C=O
CH
COO
2
Oxalacetato
COO
CH 2
C
CH
COO
COOHO
2
Citrato
Citrato sintasa
Acetil - CoA Acetil - SH
La citrato sintasa es una enzima que actua sobre el acetil CoA Rompiedolo para que pueda salir la CoA y formar El citrato
COO
C=O
CH
COO
2
Oxalacetato
COO
CH 2
C
CH
COO
COOHO
2
Citrato
Citrato sintasa
Acetil - CoA Acetil - SH
Enzima : citrato sintasa
Coenzima : CoA
Sustrato : oxalacetato o acido oxálico u oxalacético
Tipo de reacción : síntesis, adición o acilación
Producto : acido cítrico o citrato
Diego Pérez Calderón UAP Chiclayo - di_p_s@hotmail.com
Isomerización del citrato a isocitrato
Paso 2
COO
CH2
C
CH
COO
COOHO
2
Citrato
En este paso el ácido cítrico experimenta una remodelación El grupo hidroxilo (OH) pasa del carbono 3 al carbono 2
COO
CH2
C
CH
COO
COOHO
2
Citrato
En este paso el ácido cítrico experimenta una remodelación El grupo hidroxilo (OH) pasa del carbono 3 al carbono 2
COO
CH2
C
CH
COO
COOHO
2
Citrato
COO
CH 2
C COO
CH
COO
HO
Isocitrato
COO
CH2
C
CH
COO
COOHO
2
Citrato
COO
CH 2
C COO
CH
COO
HO
Isocitrato
El isocitrato es un isómero del ácido cítrico y la diferencia esta en el grupo hidroxilo (OH) se encuentra en el carbono 2
COO
CH2
C
CH
COO
COOHO
2
Citrato
COO
CH 2
C COO
CH
COO
HO
Isocitrato
aconitasa
COO
CH2
C
CH
COO
COOHO
2
Citrato
COO
CH 2
C COO
CH2
COO
HO
Isocitrato
aconitasa
La aconitasa actua deshidratando al ácido cítrico formando un subproducto llamado cis aconitato
COO
CH 2
C
CH
COO
COOHO
2
Citrato
COO
CH 2
C COO
CH2
COO
HO
Cis aconitato
COO
CH 2
C
CH
COO
COOHO
2
Citrato
COO
CH 2
C COO
CH
COO
Cis aconitato
COO
CH 2
C
CH
COO
COO
Cis aconitato
COO
CH 2
C COO
CH2
COO
HO
Isocitrato
aconitasa
Despues la aconitasa hidrata al cis aconitato cambiando el orden de los Hidrogenos y el Oxigeno
COO
CH 2
C
CH
COO
COO
Cis aconitato
COO
CH 2
C COO
CH
COO
HO
Isocitrato
aconitasa
Enzima : aconitasa
Sustrato : ácido citrico o citrato
Tipo de reaccion : isomerización
Producto : ácido isocitrico o isocitrato
Subproducto : cis aconitato
Diego Pérez Calderón UAP Chiclayo - di_p_s@hotmail.com
Oxidación del isocitrato hasta oxalasuccinato
Paso 3
COO
CH 2
C
CH
COO
COO
HO2
Isocitrato
COO
CH 2
C COO
CH
COO
Cis aconitato
El grupo hidroxilo (OH) del isocitrato es oxidado hasta un grupo carboxilo (C=O)
COO
CH 2
C
CH
COO
COO
HO2
Isocitrato
COO
CH 2
C COO
CH
COO
Cis aconitato
El grupo hidroxilo (OH) del citrato es oxidado hasta un grupo carboxilo (C=O)
COO
CH 2
C
CH
COO
COO
HO2
Isocitrato
COO
CH 2
O=C
COO
C -- COO
oxalasuccinato
COO
CH 2
C
CH
COO
COO
HO2
Isocitrato
COO
CH 2
C COO
CH
COO
Cis aconitato
También hay una perdida de 2 átomos de hidrogeno que son llevados por la coenzima NAD+
COO
CH 2
C
CH
COO
COO
HO2
Isocitrato
COO
CH 2
O=C
COO
oxalasuccinato
NAD+
C -- COO
COO
CH 2
C
CH
COO
COO
HO2
Isocitrato
COO
CH 2
O=C
COO
oxalasuccinato
NAD+
C -- COO
COO
CH 2
C
CH
COO
COO
HO2
Isocitrato
COO
CH 2
O=C
COO
oxalasuccinato
NAD+ NADH + H
C -- COO
Enzima :
Sustrato : ácido isocitrico o isocitrato
Tipo de reaccion : deshidrogenación y oxidación
Producto : oxalasuccinato o acido oxalasuccinico
Coenzima : NAD
Diego Pérez Calderón UAP Chiclayo - di_p_s@hotmail.com
Descarboxilación del oxalasuccinato hasta el α cetoglutarato
Paso 4
COO
CH 2
C
H=C
COO
COO
oxalasuccinato
COO
CH 2
C
O=C
COO
H C2
α cetoglutarato
Isocitrato deshidrogenasa
La enzima isocitrato deshidrogenasa debilita el enlace del grupo carbonilo central y el acido isocitrico lo pierde en forma de CO2
COO
CH 2
C
CH
COO
COO
HO2
Isocitrato
COO
CH 2
C
O=C
COO
H C2
α cetoglutarato
Isocitrato deshidrogenasa
La enzima isocitrato deshidrogenasa debilita el enlace del grupo carbonilo central y el acido isocitrico lo pierde en forma de CO2
COO
CH 2
C
H=C
COO
COO
oxalasuccinato
COO
CH 2
C
O=C
COO
H C2
α cetoglutarato
Isocitrato deshidrogenasa
CO2
COO
CH 2
C
O=C
COO
COO
oxalasuccinato
COO
CH 2
C
O=C
COO
H C2
α cetoglutarato
NAD+ NADH + H
Isocitrato deshidrogenasa
COO
CH 2
C
CH
COO
COO
HO2
Isocitrato
COO
CH 2
C
O=C
COO
H C2
α cetoglutarato
El α cetoglutarato es una molecula de 5 atomos de carbono
Enzima : isocitrato deshidrogenasa
Sustrato : oxalasuccinato
Tipo de reacción :descarboxilacion
Producto : α cetoglutarato o ácido α cetoglutarico
Diego Pérez Calderón UAP Chiclayo - di_p_s@hotmail.com
Oxidacion del α cetoglutarato y sintesis del succinil CoA
Paso5
COO
CH 2
COO
COO
CH 2
C
O=C
COO
H C2
α cetoglutaratoα cetoglutarato
Gracias a un complejo multienzimatico “α cetoglutarato deshidrogenasa” el α cetoglutarato pierde un átomo de carbono liberado CO2
COO
CH 2
COO
COO
CH 2
C
O=C
COO
H C2
α cetoglutaratoα cetoglutarato
α cetoglutarato deshidrogenasa
COO
CH 2
COO
COO
CH 2
C
O=C
COO
H C2
α cetoglutaratoα cetoglutarato
α cetoglutarato deshidrogenasa
COO
CH 2
COO
COO
CH 2
C
O=C
COO
H C2
α cetoglutaratoα cetoglutarato
α cetoglutarato deshidrogenasa
CO2
COO
CH 2
COO
COO
CH 2
O=C
H C2
α cetoglutarato
H C2
O=C
COO
CH 2
COO
COO
CH 2
O=C
H C2
α cetoglutarato
H C2
O=C
De esta manera queda un compuesto de cuatro átomos de carbono
COO
CH 2
COO
COO
CH 2
O=C
H C2
α cetoglutarato
H C2
O=CA este compuesto de cuatro carbonos se le agrega de nuevo la CoA para llevarlo hacia el próximo proceso
CoA
S-CoA
COO
CH 2
COO
COO
CH 2
O=C
H C2
α cetoglutarato
H C2
O=C
S-CoASuccinil CoA
Enzima : complejo multienzimatico α cetoglutarato deshidrogenasa
Sustrato : α cetoglutarato o ácido α cetoglutarico
Tipo de reacción : descarboxilacion
Producto : succinil CoA
Diego Pérez Calderón UAP Chiclayo - di_p_s@hotmail.com
Hidrólisis del succinil CoA y formación del GTP
Paso6
COO
CH 2
COO
O=C
H C2
α cetoglutaratoSuccinil CoA
COO
CH 2
H C2
O=C
S-CoA
Succinil CoA sintetasa
Gracias a la succinil CoA sintetasa, el succinil CoA se hidroliza liberando la CoA y una molécula de acido succinico
H2O
COO
CH 2
COO
O=C
H C2
α cetoglutaratoSuccinil CoA
COO
CH 2
H C2
O=C
S-CoA
Succinil CoA sintetasa
Ácido succinico o succinato
CoA - SH
H2O
COO
CH 2
COO
O=C
H C2
α cetoglutaratoSuccinil CoA
COO
CH 2
H C2
O=C
S-CoA
Succinil CoA sintetasa
Ácido succinico o succinato
CoA – SH
paralelamente
GDP GTP
P
paralelamente
La hidrólisis del succinil CoA libera la suficiente energía para que paralelamente un el GDP capte una molécula de P y formen GTP, el cual dará origen al ATP
Enzima : succinil CoA sintetasa
Sustrato :succinil CoA
Tipo de reacción :hidrólisis y síntesis
Producto : ácido succinico o succinato
Diego Pérez Calderón UAP Chiclayo - di_p_s@hotmail.com
Oxidación del succinato o sintesis del fumarato
Paso7
COO
CH 2
COO
O=C
H C2
α cetoglutarato
COO
CH 2
H C2
O=CSuccinato
deshidrogensa Succinato
COO
CH
HC
O=C COO
Esta enzima es una oxidoreductasa y deshidrogenasa a la vez
COO
CH 2
COO
O=C
H C2
α cetoglutarato
COO
CH 2
H C2
O=CSuccinato
deshidrogensa Succinato
COO
CH
HC
O=C COO
Reduce al FAD
FAD FADH 2
COO
CH 2
COO
O=C
H C2
α cetoglutarato
COO
CH 2
H C2
O=CSuccinato
deshidrogensa Succinato
COO
CH
HC
O=C COO
Deshidrogena al succinato
FAD FADH 2
COO
CH 2
COO
O=C
H C2
α cetoglutarato
COO
CH 2
H C2
O=CSuccinato
deshidrogensa Succinato
COO
CH
HC
O=C COO
Oxida al succinato
FAD FADH 2
COO
CH 2
COO
O=C
H C2
α cetoglutarato
COO
CH 2
H C2
O=CSuccinato
deshidrogensa Succinato
COO
CH
HC
O=C COO
De esta manera obtenemos al fumarato
FAD FADH 2
COO
CH 2
COO
O=C
H C2
α cetoglutarato
COO
CH 2
H C2
O=CSuccinato
deshidrogensa Succinato
COO
CH
HC
O=C COO
FAD FADH 2
Fumarato
Enzima : succinato deshidorgenasa
Coenzima : FAD (mucha mas poder reductor)
Sustrato :succinato o ácido succínico
Tipo de reaccion :oxidación, reducción y deshidrogenación
Producto : ácido furamico o fumarato
Diego Pérez Calderón UAP Chiclayo - di_p_s@hotmail.com
Hidratación del fumarato o sintesis del malato
Paso8
COO
CH
HC
COO
Fumarato
Fumarasa
Esta enzima es una hidratasa y actua hidratando al fumarato
COO
CH
HC
COO
Fumarato
Fumarasa
H2O
Como consecuencia de la unión del fumarato mas agua se forma un a - hidroxiácido
COO
CH
HC
COO
Fumarato
Fumarasa
H2O COO
CH
CH 2
COO
HO
Malato
Enzima : fumarasa
Sustrato : ácido furámico o fumarato
Tipo de reaccion :hidratación
Producto :ácido málico o malato
Diego Pérez Calderón UAP Chiclayo - di_p_s@hotmail.com
Oxidación del malato
Paso9
COO
COO
Malato deshidrogenasa
2
HO
Malato
CH
CH
Esta enzima es una oxidorreductasa
COO
COOMalato
deshidrogenasa
2
HO
Malato
CH
CH
Esta enzima reduce al NAD que trabaja como coenzima
NAD NADH + H
COO
COOMalato
deshidrogenasa
2
HO
Malato
CH
CH
El NAD oxida el grupo alcohol del a - hidroxiácido hasta un grupo carboxilo
NAD NADH + H
COO
COOMalato
deshidrogenasa
2
HO
Malato
CH
CH
El NAD oxida el grupo alcohol del a - hidroxiácido hasta un grupo carboxilo
NAD NADH + H
COO
COOMalato
deshidrogenasa
2
HO
Malato
CH
CH
De esta manera se obtiene el oxalacetato o ácido oxalacético para el primer paso del ciclo de Krebs
NAD NADH + H COO
C=O
CH 2
COO
COO
C=O
CH
COO
2
Oxalacetato
Enzima : malato deshidrogenasa
Coenzima: NAD
Sustrato : ácido málico o malato
Tipo de reaccion :oxidación y deshidrogenación
Producto :ácido oxalacético u oxalacetato
Regulacion de las enzimas en el ciclo de Krebs
Muchas de lasa enzimas son reguladas por una retroalimentación negativa
Citrato sintasa
Isocitrato deshidrogenasa
α cetoglutararo deshidrogenasa
Son inhibidas por las concentraciones de ATP
Recommended