Ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs


Esquema didáctico del ciclo del ácido cítrico.
El ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos)1 2 es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas lascélulas aeróbicas. En células eucariotas se realiza en lamitocondria. En las procariotas, el ciclo de Krebs se realizaen el citoplasma, específicamente en el citosol.
En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de glúcidos,ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2, liberando energía en forma utilizable (poder reductor yGTP).
El metabolismo oxidativo de glúcidos, grasas yproteínas frecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales el ciclo de Krebssupone la segunda. En la primera etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a moléculas de acetil-CoA de dos carbonos, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos (p. ej. desaminación oxidativa), la beta oxidación de ácidos grasos y laglucólisis. La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH2) generado se emplea para la síntesis de ATP segúnla teoría del acomplamiento quimiosmótico.
El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas, como ciertos aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibólica, es decir, catabólica y anabólica al mismo tiempo.
El Ciclo de Krebs fue descubierto por el alemán Hans Adolf Krebs, quien obtuvo el Premio Nobel de Fisiología o Medicinaen 1953, junto con Fritz Lipmann.Reacciones del ciclo de Krebs[editar]
El ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz mitocondrial en la célula eucariota


Ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial.
El acetil-CoA (Acetil Coenzima A) es el principal precursor del ciclo. El ácido cítrico (6 carbonos) o citrato se fusiona en cada ciclo por condensación de un acetil-CoA (2 carbonos) con una molécula de oxaloacetato (4 carbonos). Elcitrato produce en cada ciclo una molécula de oxaloacetato y dos CO2, por lo que el balance neto del ciclo es:
Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O → CoA-SH + 3 (NADH + H+) + FADH2 + GTP + 2 CO2
Los dos carbonos del Acetil-CoA son oxidadosa CO2, y la energía que estaba acumulada es liberada en forma de energía química: GTP y poder reductor (electrones de alto potencial):NADH y FADH2. NADH yFADH2 son coenzimas(moléculas que se unen a enzimas) capaces de acumular la energía en forma de poderreductor para su conversión en energía química en la fosforilación oxidativa.
El FADH2 de la succinato deshidrogenasa, al no poder desprenderse de la enzima, debe oxidarse nuevamente in situ. El FADH2 cede sus dos hidrógenos a la ubiquinona (coenzima Q), que se reduce a ubiquinol (QH2) y abandona laenzima.
Reacciones y enzimas del ciclo de Krebs
Degradación CH3CO-CoA.
El ciclo es una serie de ocho reacciones enzimáticas que degradan al grupo acetilo de la acetil-CoA a dos moléculas de CO2, con la formación de equivalentes de reducción (3 NADH, 1 FADH2) y un ATP. Todas las enzimas se encuentran en la matriz, a excepción de la succinato deshidrogenasa que está asociada a la membranamitocondrial interna.
1. Citrato sintasa
La reacción de adición del grupo metilo (acetil-CoA) sobre el carbonilo del oxalacetato origina citril-S-CoA, que posteriormente asociado a la misma enzima es hidrolizado a citrato.

La Keq’ igual a 5x105 y el  Go´ igual a - 7,7 Kcal mol-1, indican la irreversibilidad de la reacción, determinada por la hidrólisis de citril - CoA.

La enzima catalizatambién la reacción del fluoroacetil-CoA y el oxalacetato formándose fluorocitrato, que inhibe la segunda reacción del ciclo de Krebs.

El fluorocitrato es una de las moléculas más tóxicas conocidas (LD50 = 0,2 mg k-1 de peso corporal en ratas). Se encuentra en hojas de algunas plantas venenosas de África, Australia y Sudamérica.

Fig.4 Modelo de la enzima citrato sintasa unida al sustrato...