CICLO DE KREBS

CICLO DE KREBS
Material elaborado por: J. Monza, S. Doldán y S. Signorelli.
En las células aerobias distintas vías catabólicas convergen en el ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs (de los ácidos tricarboxílicos o del ácido cítrico) es una vía metabólica presente en todas las células aerobias, es decir, las que utilizan oxígeno como aceptor final de electrones en la respiración celular. En losorganismos aerobios las rutas metabólicas responsables de la degradación de los glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos convergen en el ciclo de Krebs, que a su vez aporta poder reductor a la cadena respiratoria y libera CO2.
• El catabolismo oxidativo de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos puede dividirse en tres etapas, de las cuales el ciclo de Krebs es la segunda. En la primera etapa, que incluye alas vías catabólicas de ácidos grasos y a la glucólisis se genera acetil-CoA (2C). Los aminoácidos pueden dar indirectamente acetil CoA, o directamente intermediarios del ciclo de Krebs. En la tercera etapa el poder reductor aportado por el ciclo de Krebs es drenado hasta el oxígeno a través de los transportadores de cadena respiratoria (NADH.H, FADH2, CoQ y citocromos) y parte de la energíaliberada se emplea en la síntesis de ATP por fosforilación oxidativa.
• El ciclo de Krebs es una ruta anfibólica: participa en procesos catabólicos y anabólicos. El ciclo proporciona α-cetoglutarato y oxalacetato para la síntesis de glutamato y aspartato respectivamente, entre otras moléculas fundamentales para la célula.
El piruvato genera la principal molécula abastecedora del ciclo: la acetilcoenzima A
• La reacción de oxidación - decarboxilación del piruvato es el nexo entre la glucólisis y el ciclo de Krebs. Esta reacción irreversible es catalizada por un complejo enzimático (piruvato deshidrogenasa) localizado en la matriz mitocondrial de eucariotas, y en el citosol de procariotas.
• El piruvato pierde el grupo carboxilo como CO2, y los dos carbonos restantes unidos a la CoA conforman laacetil-CoA (figura 2). En la reacción se reduce un NAD a NADH.H que a su vez cede los H a los otros transportadores de cadena respiratoria, con la consecuente formación de 3 ATP.
Una visión panorámica del ciclo de Krebs
• La acetil-CoA generada por los diferentes catabolismos se condensa con el oxalacetato y genera citrato. A través de 7 reacciones de oxidación y descarboxilación sucesivas seregenera oxalacetato, capaz de iniciar un nuevo ciclo.
• En cuatro reacciones del ciclo ocurren oxidación de intermediarios y reducción de coenzimas de cadena respiratoria: tres NAD y un FAD. Esas moléculas reducidas que integran la cadena respiratoria se reoxidan, y parte de la energía liberada se usa para fosforilar el ADP a ATP. En el ciclo propiamente dicho se produce una fosforilación a nivel desustrato que produce un GTP, que equivale energéticamente a un ATP.
El ciclo se puede resumir en la siguiente ecuación:
Acetil-CoA + 3NAD + FAD + GDP + Pi CoA-SH + 3 NADH.H + FADH2 + GTP + 2 CO2
Las reacciones del ciclo
• Reacción 1: condensación del oxalacetato con la acetil CoA
La enzima citrato sintasa condensa a la acetil-CoA (2C) con el oxalacetato (4C) para dar una molécula de citrato(6C). Como consecuencia de esta condensación se libera la coenzima A (HSCoA). La reacción es fuertemente exergónica: es irreversible.
• Reacción 2: isomerización del citrato a isocitrato
La isomerización del citrato en isocitrato ocurre por dos reacciones, que se resumen en una.
• Reacción 3: oxidación y decarboxilación del isocitrato
El isocitrato es sustrato de la isocitrato deshidrogenasa, enzimaque tiene como cofactor un NAD, que forma parte de la cadena respiratoria. En la reacción 3 se resumen dos reacciones a partir de las cuales el isocitrato forma α-cetoglutarato (5C). Para lograr ese producto ocurre una decarboxilación, es decir la liberación de una molécula de CO2, y la reducción de un NAD que permite la formación de 3 ATP.
• Reacción 4: el α-cetoglutarato se transforma en...