Ciclo de krebs

CICLO DE KREBS

Visión general del Ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs ocurre en las mitocondrias de las células eucariotas y en el citoplasma de las células procariotas.
El catabolismo glucídico y lipídico (a través de la glucolisis y la beta oxidación), produce acetil-CoA, un grupo acetilo enlazado al coenzima A. El acetil-CoA constituye el principal sustrato del ciclo.
Su entrada consisteen una condensación con oxalacetato, al generar citrato. Al término del ciclo mismo, los dos átomos de carbono introducidos por el acetil-CoA serán oxidados en dos moléculas de CO2, regenerando de nuevo oxalacetato capaz de condensar con acetil-CoA.
La producción relevante desde el punto de vista energético, sin embargo, es a partir de una molécula de GTP (utilizada inmediatamente para regeneraruna molécula de ATP), de tres moléculas de NADH y una de FADH2.
Los cofactores reducidos, NADH y FADH2, se comportan como intermediarios óxido/reductores.
Cuando están reducidos, son capaces de transportar electrones a energía relativamente alta (por ejemplo sustraída a los sustratos oxidados en la glucolisis o en el mismo ciclo de Krebs), hasta la cadena respiratoria mitocondrial.
Cerca detal cadena, ese reoxidan a NAD+ y a FAD, y ceden los electrones a la cadena misma, que será así capaz de regenerar moléculas de ADP y ATP.
La reacción neta es la siguiente:

Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + ADP + Pi => CoA-SH + 3 NADH + H+ + FADH2 + ATP + 2 CO2

La energía que se saca de la ruptura completa de una molécula de glucosa pasa los tres estados de la respiración celular (glucolisis,ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones), es idealmente de 36 moléculas de ATP. En realidad son 38 las moléculas netas de ATP que se producen, pero dos de ellas se consumen para transportar ( mediante transporte activo), desde el citoplasma a la matriz mitocondrial las dos moléculas de NADH+ H+ producidas en la glucolisis.

Sustrato Coenzima Enzima Tipo de reacción Inhibidor ActivadorProducto
1 Oxalacetato Acetil-CoA, agua Citrato sintasa Condensación Citrato, NADH, Succinil-CoA - Citrato
2a Citrato - Aconitasa Deshidratación - - cis-Aconitato, acqua
2b cis-Aconitato Agua Hidratación Isocitrato
3a Isocitrato NAD+ Isocitrato deshidrogenasa Oxidación NADH, ATP Ca2+, ADP Oxalsuccinato, NADH
3b Ossalsuccinato H+ Descarboxilación α-cetoglutarato, CO2
4 α-CetoglutaratoNAD+, CoA-SH α-cetoglutarato deshidrogenasa Descarboxilación oxidativa NADH, Succinil-CoA Ca2+ Succinil-CoA, NADH, CO2
5 Succinil-CoA GDP, Fosfato Succinil-CoA sintetasa Trasferencia de fosfato - - Succinato, GTP, CoA-SH
6 Succinato FAD Succinato deshidrogenasa Oxidación - - Fumarato, FADH2
7 Fumarato Agua Fumarasa Hidratación - - L-Malato
8 L-Malato NAD+ Malato deshidrogenasa Oxidación - -Oxalacetato, NADH


Etapas del Ciclo de Krebs:
Reacción 1: Citrato sintasa (De oxalacetato a citrato)
El sitio activo de la enzima, activa el acetil-CoA para hacerlo afín a un centro carbonoso del oxalacetato.
Como consecuencia de la unión entre las dos moléculas, el grupo tioéster (CoA) se hidroliza, formando así la molécula de citrato.
La reacción es sumamente exoergónica (ΔG'°=-31.4kJ/mol), motivo por el cual este paso es irreversible.
El citrato producido por la enzima, además, es capaz de inhibir competitivamente la actividad de la enzima.
Incluso estando la reacción muy favorecida, porque es exoergónica, la citrato sintasa puede ser perfectamente regulada.
Este aspecto tiene una notable importancia biológica, puesto que permite una completa regulación del ciclo de Krebscompleto, convirtiendo a la enzima en una especie de marcapasos del ciclo.
Reacción 2: Aconitasa (De citrato a isocitrato)
La aconitasa cataliza la isomerización del citrato a isocitrato, por la formación de cis-aconitato.
La enzima cataliza también la reacción inversa, pero en el ciclo de Krebs tal reacción es unidireccional a causa de la ley de acción de masa: las concentraciones (en...