Resumen de Ciclo de Krebs Capitulo 17 Harper bioquimica PDF

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CICLO DE KREBS El ciclo del (ciclo de Krebs, ciclo del es una secuencia de reacciones en las mitocondrias que oxida el resto acetilo de la y reduce coenzimas que se vuelve a oxidar a de la cadena de transporte de electrones, vinculados a la de ATP. El ciclo del es la final para la de hidratos de car...

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CICLO DE KREBS

El ciclo del ácido cítrico (ciclo de Krebs, ciclo del ácido tricarboxílico) es una secuencia de reacciones en las mitocondrias que oxida el resto acetilo de la acetil-CoA y reduce coenzimas que se vuelve a oxidar a través de la cadena de transporte de electrones, vinculados a la formación de ATP. El ciclo del ácido cítrico es la vía final común para la oxidación de hidratos de carbono, lípidos y proteínas debido a glucosa, ácidos grasos, y la mayoría de los aminoácidos se metabolizan a acetilCoA o intermedios del ciclo. También tiene un papel central en la gluconeogénesis, la lipogénesis y la interconversión de aminoácidos. Muchos de estos procesos se producen en la mayoría de los tejidos, pero hígado es el único tejido en el que todo ocurre en un grado significativo. Las repercusiones son por lo tanto profunda cuando, por ejemplo, grandes números de células hepáticas se dañan como en aguda hepatitis o sustituidas por tejido conectivo (como en la cirrosis ). Los pocos defectos genéticos de las enzimas del ciclo del ácido cítrico que han sido reportados están asociados con el daño neurológico grave como resultado de la formación de ATP alterada muy considerablemente en el sistema nervioso central. Hiperamonemia, como ocurre en la enfermedad hepática avanzada, conduce a la pérdida de conciencia, coma y convulsiones como resultado de la actividad alterada del ciclo del ácido cítrico, que conduce a la formación reducida de ATP. El amoniaco tanto agota intermedios del ciclo del ácido cítrico (mediante la retirada de α-cetoglutarato para la formación de glutamato y glutamina) y también inhibe la descarboxilación oxidativa de α-cetoglutarato. El ciclo comienza con la reacción entre el resto acetilo de la acetil-CoA y oxaloacetato el ácido dicarboxílico de cuatro carbonos, formando un ácido tricarboxílico de seis carbonos, citrato. En las reacciones posteriores, dos moléculas de CO 2 son liberados y oxalacetato se regenera . Sólo se necesita una pequeña cantidad de oxaloacetato para la oxidación de una gran cantidad de acetilCoA; se puede considerar como jugar un papel catalizador, ya que se regenera al final del ciclo. El ciclo del ácido cítrico es una parte integral del proceso por el cual la mayor parte de la energía libre liberada durante la oxidación de los combustibles se hace disponible.Durante la oxidación de la acetil-CoA, coenzimas se reducen y posteriormente reoxidan en la cadena respiratoria, vinculada a la formación de ATP (fosforilación oxidativa, véase también el . Este proceso es aeróbico, que requiereoxígeno como oxidante final de las coenzimas reducidas. Las enzimas del ciclo del ácido cítrico se encuentran en la matriz mitocondrial, ya sea libre o unido a la membrana mitocondrial interna y la membrana crista, donde se encuentran también las enzimas y coenzimas de la cadena respiratoria . La reacción inicial entre acetil-CoA y oxaloacetato para formar citrato es catalizada por la citrato sintasa, que forma un enlace carbono-carbono entre el carbono de metilo de la acetil-CoA y el carbono carbonilo de oxaloacetato. Citrato se isomeriza a isocitrato por la enzima aconitasa (aconitato hidratasa); la reacción se produce en dos pasos: la deshidratación a cis aconitato y la rehidratación a isocitrato. Aunque citrato es una molécula simétrica, aconitasa reacciona con citrato de forma asimétrica, de modo que los dos átomos de carbono que se pierden en las reacciones posteriores del ciclo no son los que se añadieron a partir de acetil-CoA. Este comportamiento asimétrico es el resultado de la canalización de -Traslado del producto de la citrato sintasa directamente en el sitio activo de la aconitasa, sin entrar en solución libre. Esto

proporciona la integración de la actividad del ciclo del ácido cítrico y el suministro de citrato en el citosol como una fuente de acetil-CoA para la síntesis de ácidos grasos. Citrato sólo está disponible en solución libre para ser transportada desde la mitocondria al citosol para la síntesis de ácido graso cuando aconitasa se inhibe por la acumulación de su producto, isocitrato. El veneno fluoracetato se encuentra en algunas de las plantas, y su consumo puede ser fatal para los animales de pastoreo. Algunos compuestos fluorados utilizados como agentes anticancerígenos y productos químicos industriales (incluidos los plaguicidas) se metabolizan a fluoroacetato. Es tóxico porque fluoroacetilo-CoA se condensa con el oxalacetato para formar fluorocitrato, que inhibe la aconitasa, causando la acumulación de citrato. Isocitrato se somete a deshidrogenación catalizada por la isocitrato deshidrogenasapara formar, inicialmente, oxalosuccinate, que sigue siendo enzima unida y se somete a descarboxilación para α-cetoglutarato. La descarboxilación requiere Mg 2 + o Mn 2 + iones.Hay tres isoenzimas de la isocitrato deshidrogenasa. Uno, que utiliza NAD + , se encuentra sólo en las mitocondrias. Los otros dos uso NADP + y se encuentran en la mitocondria y el citosol. Oxidación ligado de cadena respiratoria de isocitrato se produce a través de la NAD + -dependiente enzima. α-cetoglutarato se somete a descarboxilación oxidativa en una reacción catalizada por un complejo multienzimático similar a la implicada en la descarboxilación oxidativa delpiruvato . La α cetoglutarato deshidrogenasa complejo requiere los mismos cofactores como el complejo de la piruvato deshidrogenasa difosfato-tiamina, lipoato, NAD + , FAD, y CoA-y resulta en la formación de succinil-CoA. El equilibrio de esta reacción es tanto a favor de la formación de succinil-CoA que debe ser considerado como fisiológicamente unidireccional. Como en el caso de la oxidación de piruvato arsenito inhibe la reacción, haciendo que el sustrato, α -cetoglutarato, a acumularse.Las altas concentraciones de amoníaco inhiben α-cetoglutarato deshidrogenasa. Succinil-CoA se convierte a succinato por la enzima succinato tiocinasa (succinil-CoA sintetasa). Este es el único ejemplo de la fosforilación a nivel de sustrato en el ciclo del ácido cítrico. Los tejidos en los que se produce la gluconeogénesis (hígado y riñón) contienen dos isoenzimas de tiocinasa succinato, uno específico para el PIB y el otro para ADP. El GTP formado se utiliza para la descarboxilación de oxalacetato a fosfoenolpiruvato en la gluconeogénesis, y proporciona un vínculo entre la actividad reguladora ciclo del ácido cítrico y la retirada de oxaloacetato para la gluconeogénesis.Tejidos Nongluconeogenic sólo tienen la isoenzima que utiliza ADP. Cuando los cuerpos cetónicos se metabolizan en los tejidos extrahepáticos, hay una reacción catalizada por la alternativa succinil-CoA-acetoacetato-CoA transferasa (thiophorase), que implica la transferencia de CoA a partir de succinil-CoA a acetoacetato, formando acetoacetil-CoA y succinato. El metabolismo de succinato en adelante, lo que lleva a la regeneración de oxaloacetato, es la misma secuencia de reacciones químicas como ocurre en la β-oxidación de ácidos grasos: deshidrogenación para formar un doble enlace carbono-carbono, la adición de agua para formar un grupo hidroxilo, y una deshidrogenación más para dar el oxo-grupo de oxaloacetato. La primera reacción de deshidrogenación, formando fumarato, es catalizada por la succinato deshidrogenasa, que está unido a la superficie interna de la membrana mitocondrial

interna. La enzima contiene (Fe: S) FAD y hierro-azufre proteínas, y reduce directamente la ubiquinona en la cadena de transporte de electrones. fumarasa (fumarato hidratasa) cataliza la adición de agua al doble enlace de fumarato, obteniéndose malato. Malate se convierte en oxaloacetato por la malato deshidrogenasa, una reacción que requiere NAD + . Aunque el equilibrio de esta reacción favorece fuertemente malato, el flujo neto es a oxalacetato debido a la eliminación continua de oxaloacetato (para formar citrato, como sustrato para la gluconeogénesis, o someterse a transaminación a aspartato) y también la reoxidación continua de NADH . Como resultado de las oxidaciones catalizadas por las deshidrogenasas del ciclo del ácido cítrico, tres moléculas de NADH y uno de FADH 2 se producen por cada molécula de acetil-CoA cataboliza en una vuelta del ciclo. Estos equivalentes reductores se transfieren a la cadena respiratoria donde reoxidación del NADH en cada uno de los resultados de formación de ~ 2,5 ATP, y de FADH 2 , ~ 1,5 ATP.Además, ATP 1 (o GTP) está formado por fosforilación a nivel de sustrato catalizada por la succinato tiocinasa. Cuatro de las vitaminas del complejo B son esenciales en el ciclo del ácido cítrico y de ahí metabolismo productor de energía: (1) la riboflavina, en forma de flavina adenina dinucleótido (FAD), un cofactor para succinato deshidrogenasa; (2) niacina, en la forma de dinucleótido de nicotinamida adenina (NAD), el aceptor de electrones para la isocitrato deshidrogenasa, α-cetoglutarato deshidrogenasa, y malato deshidrogenasa; (3)tiamina ( vitamina B 1 ), como difosfato de tiamina, la coenzima para la descarboxilación en la reacción de αcetoglutarato deshidrogenasa; y (4) el ácido pantoténico, como parte de la coenzima A, el cofactor unido a los residuos de "activos" de ácidos carboxílicos tales como acetil-CoA y succinil-CoA. El ciclo del ácido cítrico no es sólo una vía para la oxidación de dos unidades de carbono, pero también es una vía importante para la interconversión de los metabolitos derivados de transaminación y desaminación de aminoácidos y que proporcionan los sustratos para la síntesis de aminoácidos por transaminación así como para la gluconeogénesis y síntesis de ácidos grasos Debido a que funciona tanto en oxidativo y los procesos sintéticos, es anfibólica....