Ciclo Krebs

FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
BIO062

Ciclo de Krebs
Dra. Ximena Ortega A.

Respiración celular
Es el proceso por el cual las células
consumen O2 y producen CO2.
En este conjunto de reacciones
aeróbicas el piruvato producido en
la glicólisis es convertido a CO2 y
H2O produciéndose 30 o 32 ATP
(por molécula de glucosa)
En las célulaseucariontes la
respiración celular se realiza en la
mitocondria.
Ocurre en tres etapas:
Oxidación del piruvato
Ciclo de Kreb
Fosforilación oxidativa

Oxidación del piruvato
y
producción de Acetil-CoA

El piruvato producido en el citosol entra a la mitocondria a través
de un simporte específico piruvato – H+
Ocurre una decarboxilación oxidativa del piruvato (irreversible) y
se obtieneAcetil-CoA

Complejo multienzimático
Grupos de enzimas que catalizan 2 o más reacciones secuenciales en
una ruta metabólica, asociadas en forma no covalente
Intermediarios permanecen unidos a la superficie de las enzimas a
medida que el sustrato se transforma en el producto final
Ventajas:
Las distancias que deben difundir los sustratos entre una enzima y
otra se minimiza, aumentando lavelocidad de la reacción
Se canalizan los intermediarios entre enzimas sucesivas minimizando
reacciones secundarias (alternativas)
La reacción catalizada por un complejo multienzimático puede ser
controlada en forma coordinada

a) Enzimas físicamente separadas
b) Complejos multienzimáticos
c) Complejos multienzimáticos unidos a membrana

Complejo piruvato deshidrogenasa
Complejomultienzimático compuesto por 3 enzimas y 5 coenzimas o
grupos prostéticos:
•E1 = piruvato deshidrogenasa (TPP)
•E2 = dihidrolipoil transacetilasa (lipoato, CoA)
•E3 = dihidrolipoil deshidrogenasa (FAD+, NAD+ )

E. coli: E2 x 24
E1 x 24
E3 x 12
Mamíferos: E2 x 60

Coenzima A
Actúa como transportador de grupos acilos en
varios procesos metabólicos
Los grupos acilos se unen en el grupo tiolformando
tioésteres
cuya
hidrólisis
es
energéticamente muy favorable

Lipoato
Puede
actuar
como
transportador de electrones
y de grupos acilos

Compuestos de arsénico son tóxicos
porque secuestran lipoamida
Compuestos orgánicos de arsénico
son
más
tóxicos
para
los
microorganismos que para los
humanos y se usaron como
antibióticos (sífilis, tripanosomiasis)

Coenzimas ygrupos prostéticos del complejo
Piruvato deshidrogenasa
Cofactor

Localización

Vitamina que lo origina

TPP

Unido a E1

Tiamina, Vitamina B1

Lipoato

Unido covalentemente
a una Lisina de E2

Ácido lipóico

Coenzima A

Sustrato de E2

Conteniene ácido pantoténico
Vitamina B5

FAD

Unido a E3

Rivoflabina, Vitamina B2

NAD+

Sustrato de E3

Niacina, VitaminaB3

El primer paso es lento y limita la velocidad de la reacción, también da
la especificidad de sustrato

El complejo piruvato deshidrogenasa está sujeto a
regulación alostérica y por modificación covalente
(fosforilación-defosforilación) y contiene una kinasa y una
fosfatasa como enzimas regulatorias
Prototipo de otros dos complejos: α-cetoglutarato DH
(ciclo Krebs) y α-cetoácido DH(degradación de
aminoácidos)

Ciclo de Krebs
(ácidos tricarboxílicos o ácido cítrico)

Aspectos generales
Serie cíclica de 8 reacciones que completa el metabolismo del piruvato
derivado de la glicólisis.
El punto de partida es Acetil-CoA, obteniéndose CO2 y transportadores de
electrones reducidos (NADH y FADH2).

Es aeróbico, la ausencia de O2 inhibe el ciclo
Es una rutaanfibólica:
Catabólica: Oxidación de glúcidos, ácidos grasos y proteínas para generar
energía
Anabólica: Algunos intermediarios son precursores biosintéticos
Balance de un ciclo:
Acetil-CoA (2-C) + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O
2 CO2 + CoA + 3 NADH + FADH2 + GTP

1- Condensación

Sintasas catalizan reacciones de condensación en que NO se requieren
nucleósidos trifosfato (ATP, GTP, etc) como...