Resumo Ciclo de Krebs PDF

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Resumo do ciclo de krebs - materia de bioquimica metabolica ...

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Terminada a glicólise! E olha que era apenas a primeira etapa da complexa oxidação da glicose. Vamos lembrar o que temos até agora: um saldo positivo de 2 ATP, 2 Piruvatos e 2 NADH. O Piruvato formado segue um dos seus três destinos: formação do etanol ou lactato (ambas são vias anaeróbicas); ou a formação da Acetil-CoA (via aeróbica - do Ciclo de Krebs). Os organismos mais desenvolvidos como o homem, transformam o Piruvato em Acetil-CoA, para que no final, ele seja oxidado a H2O e CO2.

As células musculares podem seguir a via do Acetil-CoA ou do Lactato, sendo que nesta última não há um grande saldo de ATP. Por isso, é uma via utilizada em situações de emergência, como exercícios físicos sem preparação. A via aeróbica do Ciclo de Krebs (que também pode ser chamado de Ciclo do Ácido Cítrico ou ainda Ciclo do Ácido Tricarboxílico- Ciclo TCA, pois algumas moléculas do ciclo possuem 3 carboxilas) é a mais complexa. Isso porque, para que o ciclo se inicie, o Piruvato deve ser convertido a Acetil-CoA, uma molécula de alta energia, com 2 carbonos. Imagine o nosso caminho até agora: a glicose entrou na célula, no citosol ocorreu a glicólise, e agora vamos para a matriz mitocondrial (de todas as células do organismo) para entender melhor como funciona o Ciclo de Krebs!  Como o Piruvato é convertido à Acetil-CoA? Para que o ciclo se inicie, ocorre uma reação irreversível de descarboxilação oxidativa, na qual o grupo carboxila é removido do Piruvato na forma de uma molécula de CO2 e há a oxidação do grupo hidroxila a um grupo acetil, unindo-se à a coenzima A. Com outras palavras, o Piruvato é uma molécula que contém 3 carbonos em sua estrutura, e ao entrar na mitocôndria, 1 carbono é retirado, saindo na forma de CO2 . Resta o grupo acetil, que é fixada no –SH de uma substância conhecida como CoA (Coenzima A) formando a Acetil-CoA, por uma reação de oxidação. Esta reação é catalisada pelo Completo Piruvato Desidrogenase (PDH), que é composto por um grupo de enzimas localizadas nas mitocôndrias de células eucarióticas – e no citosol de bactérias. Estas enzimas são: · E1: piruvato desidrogenase E2: diidrolipoil-transacetilase E3: diidrolipoil-desidrogenase

Além disso, o completo conta também com 5 diferentes coenzimas ou grupo prostéticos: TPP, FAD, NAD+, coenzima A (ou CoA-SH) e lipoato.

Reação de conversão do piruvato à acetil-CoA. Fonte: Nelson, D. L.; Cox, M. Note que houve uma oxidação do acetil, liberando elétrons que foram utilizados para a produção do NADH. Lembre-se que nós temos aqui 2 Piruvatos que foram produzidos na glicólise, sendo assim, esta reação ocorrerá em dobro. Nota-se ainda que nesta conversão Piruvato -> Acetil-CoA, tivemos a liberação de 1 CO2 e 1 NADH, para cada Piruvato. Agora sim temos o Acetil-CoA, para iniciarmos o Ciclo de Krebs propriamente dito.

CICLO DE KREBS O Ciclo de Krebs é a via metabólica central do nosso organismo, e é fundamental para que os organismos possam obter mais energia a partir dos nutrientes por meio da oxidação aeróbica do que anaeróbica, além de que seus intermediários são precursores de compostos bioquimicamente importantes. O ciclo corresponde a uma série de reações químicas que acontecem naturalmente em todas as células do organismo para a produção de energia. É um ciclo anfibólico, ou seja, atua tanto no catabolismo (decomposição oxidativa) quanto no anabolismo (síntese redutora de bioméculas). É importantíssimo entender que a glicose que ingerimos possuía anteriormente 6 carbonos, e ela está sendo oxidada para a produção de energia. Na glicólise, a glicose foi dividida em 2 partes, ou seja, 2 piruvatos com 3 carbonos cada. Agora no CK, haverá dois momentos em que teremos a perda de mais 2 carbonos (etapa 3 e 4 – Descarboxilação oxidativa), além do carbono que foi perdido na conversão do Piruvato à Acetil-CoA. Todos esses carbonos sairão na forma de CO2. Além dos carbonos, a glicose vai perdendo seus hidrogênios e elétrons, e portanto, dizemos que ela vai sendo oxidada gradativamente, e até o final do CK ela sofrerá uma oxidação completa. Vimos até agora que o Piruvato foi oxidado a Acetil-CoA. Agora sim a molécula poderá entrar na mitocôndria. - FAVORAVEL ALTO VALOR ENERGETICO NÃO GASTA ENERG + DESFAVORAVEL ENERGETICO

BAIXO VALOR GASTA ENERG.

 1ª - Formação do Citrato – Condensação

A Acetil-CoA se combina com o Oxalacetato, em uma reação chamada de condensação, catabolizada pela enzima citrato sintase, sem gasto de energia. Há uma hidrolise formando um intermediário citroil-CoA, e depois perde CoA formando o Citrato. A CoA liberada nesta reação é reciclada para participar da descarboxilação oxidativa de outra molécula de Piruvato pelo Complexo PDH. Lembre-se: a função de uma sintase é "reunir covalentemente", sem entrada direta de ATP.  2ª - Isomerização – Desidratação e Hidratação

O OH do citrato se juntara com H formando uma molécula de agua e liberando formando cisaconitato, logo depois a molécula de H2O volta mudando a estrutura formando isocitrato. Com Gasto de energia. Hidrata para desidratar.  3ª - Formação do α-cetoglutarato e de CO2 – Descarboxilação oxidativA É a primeira oxid de CO2, pela enz elétrons na oxid 1. O isocitra 2. A Descar

o e liberação a perda de 2 erando H

3. O rearranjo do intermediário enol gera α-cetoglutarato  4ª- Formação do Succinil-CoA e de CO2 - Descarboxilação oxidativa É a segunda oxidação, onde há a descarboxilação do α-cetoglutarato, formando o Succinil-CoA e CO2. É NAD+ o aceptorede elétrons. formado o complexo multi-enzimatico (E1, E2 e E3). Ocorre a liberação deéelétrons, consequente redução desidrogenase. Este de mais um NAD+ a NADH. A reação é catalisada pelo complexo de α-cetoglutaratoCoA é o transportador do grupo succinil complexo enzimático é semelhante ao PDH. COM MAIOR VALOR ENERGETICO

Até aqui, já foram produzidas as três moléculas de CO2. Uma na conversão do Piruvato à Acetil-CoA e as outras duas nas etapas 3 e 4.  5ª- Formação do Succinato e de um GTP

A reação de conversão do Succinil-CoA a Succinato é catalisada pela enzima succini-CoA sintase. Nota-se a presença de uma molécula de GDP (difosfato de guanina), que se une a uma Pi e forma GTP (trifosfato de guanina). O GTP nada mais é que um composto de alta energia, como o ATP. Rapidamente a célula troca a guanina pela adenosina, então pode-se dizer que nesta etapa há a produção de 1 ATP.  6ª- Formação do Fumarato – Desidrogenação

O Succinato é convertido à Fumarato pela flavoproteína succinato desidrogenase. Em eucariotos, esta enzima está ligada à membrana mitocondrial interna, e em bactérias, está ligada à membrana plasmática. A succinato desidrogenase é a única enzima do CK associada à membrana. FADH faz Ligação simples virar dupla Como há desidrogenação, nota-se a redução de uma molécula de FAD a FADH2. O FAD nada mais é que um aceptor de elétrons, assim como o NAD, que transportará os elétrons para a última parte da respiração celular  7ª- Formação de L-Malato – Hidratação

A enzima fumarase catalisa a reação de conversão do Fumarato a Malato, e para isto, observa-se uma molécula de H2O presente na reação (hidratação).  8ª- Regeneração do Oxalacetato – Desidrogenação

O Oxalacetato que havia sido ligado à molécula de Acetil-CoA se perdeu durante a série de reações do ciclo. Então, nesta última etapa o Oxalacetado deve ser regenerado, liberando mais um elétron, para que o ciclo continue e ele novamente possa se ligar a uma nova molécula de Acetil-CoA. A enzima presente nesta reação é a malato desidrogenase, e nota-se a redução de outra molécula de NAD+ a NADH. O malato é então oxidado a Oxalacetato. ________________________________________ Sob uma visão geral do CK, temos o seguinte: Piruvato -> Acetil-CoA + Oxalacetato -> Citrato (Ácido Cítrico) -> destruição do citrato em várias reações > reações para formação do Oxalacetato -> liberação de energia -> elétrons soltos se ligam à molécula carregadora de elétrons, NAD+ e FAD+, formando NADH e FADH2, além da formação de CO2. Vamos rever o Ciclo mais uma vez e fazer algumas anotações: Diretamente, o CK não produz muitos ATPs, mas como veremos posteriormente, a parte final de todo este processo de respiração celular ocorre quando os elétrons carreados por NADH e FADH 2 são MAS LEMBRE -SE: Inicialmente tínhamos 2 piruvatos, e então temos este processo acontecendo em dobro!!!

convergidos para a cadeia transportadora de elétrons (cadeia respiratória), produzindo no final, O 2 e H2O. ________________________________________ Regulação da velocidade do Ciclo de Krebs e do Completo Piruvato Desidrogenase (PDH)

Para todas as atividades nós precisamos que o CK esteja ativado, mas dependendo da atividade, a sua velocidade deve ser diminuída. A célula evita os chamados ciclos fúteis, que são aqueles desnecessários, pois já há uma boa quantidade de energia. Por isso, a velocidade global do CK é controlada em três, sobre as enzimas citrato-sintase, isocitratodesidrogenase e α-cetoglutarato-desidrogenase, além do controle exercido sobre o Complexo PDH, na conversão do piruvato à acetil-CoA. O PDH é ativado por ADP (que é abundante quando a célula precisa de energia), CoA, NAD+ e Ca2+. Em situações em que não precisamos de muita energia, pode-se inibir o complexo para bloquear a formação de muita Acetil-CoA proveniente do Piruvato, evitando excessos. Caso haja formação de Acetil-CoA e esta não é usada no CK, é reservada dentro da célula na forma de ácidos graxos (gordura). Por isso, se não gastamos a energia, o nosso corpo sempre acumulará Acetil-CoA. Por consequência, formaremos cada vez mais ácidos graxos, e... a tendência é engordar! (rsrs). O controle do CK sobre a citrato-sintase se dá pelo acúmulo de NADH, succinil-CoA, citrato e ATP. A enzima isocitrato-desidrogenase é regulada pelo acúmulo de ATP, e por fim, a α-cetoglutaratodesidrogenase, é regulada por altos níveis de succinil-CoA e NADH....