Ciclo de krebs 2015 1

1. DESCARBOXILACION DEL
PIRUVATO Y CICLO DE KREBS
MELDS 1

2. Fases de la respiración celular
1. La oxidación de ácidos grasos, glucosa y
algunos aminoácidos produce acetil-CoA
2. Los grupos acetilo se incorporan al ciclo
de Krebs, se oxidan a CO2 y la energía
liberada se conserva en forma de ATP y en
las coenzimas reducidas NADH y FADH2
3. Los electrones transportados por el
NADH y el FADH2 se transfieren a la cadena
respiratoria, donde fluyen hacia el O2 para
formar H2O y promueven la formación de
ATP en el proceso de fosforilación
oxidativa
MELDS 2

3. Anatomía bioquímica de la mitocondria
MELDS 3

4. RESPIRACION CELULAR
Utilizando un mecanismo
simportador que
cotransporta un protón, el
piruvato entra a la
mitocondria.
La oxidación de los ácidos
grasos, la glucosa y algunos
aminoácidos, producen
Acetil. CoA
Varias enzimas catalizan
esta reacción operando
secuencialmente en un
complejo multienzimático.
MELDS 4

5. La decarboxilación oxidativa del piruvato
y NADHproduce acetil-CoA, CO2
Complejo multienzimático: piruvato deshidrogenasa
formado por 3 enzimas y 5 coenzimas diferentes
implicadas en la reacción y dos enzimas adicionales
implicadas en la regulación
MELDS 5

6. El complejo piruvato deshidrogenasa está
formado por 3 enzimas diferentes
No/complejoEnzima Coenzima
E1
E2
E3
:
:
:
piruvato deshidrogenasa
dihidrolipoil transacetilasa
dihidrolipoil deshidrogenasa
TPP
Lipoato, CoA
FAD, NAD
24
24
12
MELDS 6

7. El complejo piruvato deshidrogenasa utiliza
5 coenzimas diferentes
Pirofosfato de tiamina Lipoamida
FAD CoANAD
MELDS 7

8. MELDS 8

9. REACCION DEL COMPLEJO PIRUVATO
DESHIDROGENASA
A) LOS ELECTRONES:
1. Fluyen del piruvato a la porción lipoamida de la
dihidrolipoil transacetilasa.
2. Luego pasa a los cofactores FAD+ de la DIHIDROLIPOIL
DESHIDROGENASA
3. Finalmente, reducen al NAD+, transformándolo a
NADH
B) EL GRUPO ACETIL:
1. Se une a la coenzima A (S, CoA) mediante un enlace
tioester de alta energía ACETIL – CoA
2. El acetil CoA ingresa porsteriormente al ciclo de Krebs
para completar su oxidación hasta CO2 y H2O
MELDS 9

10. Los productos intermedios permanecen
unidos al complejo piruvato deshidrogenasa
MELDS 10

11. ASPECTOS CLÍNICOS
LOS TRANSTORNOS QUE INCAPACITAN LA METABOLIZACION
DEL PIRUVATO:
SUJETOS ALCÓHOLICOS:
1. Ingesta alimenticia
Ingieren glucosa
2. Carencia hereditaria de la piruvato deshidrogenasa:
3. Inhibición de la piruvato deshidrogenasa:
Tiamina
Acumula Piruvato, con aparición
a) Acidosis láctica (mortal)
b) Transtornos neurológicos ( G)
a) Acidosis láctica
a) Iones arsenito, mercurio (forman
complejos con los SH del acido
lipoico)MELDS 11

12. ASPECTOS CLÍNICOS
MELDS 12

13. LOS TRASTORNOS QUE INCAPACITAN LA
METABOLIZACION DEL PIRUVATO CONDUCEN A UNA
ACIDOSIS LACTICA
MELDS 13

14. Regulación del ciclo de Krebs
Piruvato deshidrogenasa
1. Regulación alostérica:
• Inhibidores: ATP, acetil-CoA, NADH y
de cadena larga
Activadores: AMP, CoA y NAD+
ácidos grasos
•
2. Modulación covalente: además de E1, E2 y E3 el complejo
PDH contiene 2 enzimas reguladoras capaces de modificar
covalentemente a E1
• E1 quinasa : al fosforilar a E1 la inactiva
esta quinasa es activada por NADH y acetil-CoA
E1 fosfatasa: al defosforilar a E1 la activa•
Mg++ Ca++esta fosfatasa es activada por y
MELDS 14

15. REGULACION DE LA PIRUVATO
DESHIDROGENASA
MELDS 15

16. El ciclo de Krebs
MELDS 16

17. Panorámica del ciclo de Krebs
El ciclo de
Krebs tiene
8 pasos
MELDS 17

18. 1. Formación de citrato
• El citroil-CoAes un interme-
diario transitorio de reacción
• La hidrólisis del enlace tioéster
del intermediario hace que la
reacción sea exergónica
MELDS 18

19. 2. Formación de isocitrato vía cis-aconitato
La aconitasa contiene un
centro hierro-azufre que
actúa como centro de
fijación de sustratos y
centro catalítico
MELDS 19

20. 3. Oxidación del isocitrato a α-cetoglutarato y CO2
Existen dos formas diferentes de isocitrato deshidrogenasa:
• NAD dependiente (matriz mitocondrial)
• NADP dependiente (matriz mitocondrial y citosol)
MELDS 20

21. 4. Oxidación del α-cetoglutarato a
succinil-CoA y CO2
El complejo de la α-cetoglutarato
deshidrogenasa es muy parecido al
complejo piruvato deshidrogenasa,
tanto en estructura como en función
MELDS 21

22. 5. Conversión del succinil-CoA en succinato
La formación acoplada de GTP (o ATP) a
expensas de la energía liberada por la
decarboxilación oxidativa del α-ceto-glutarato es
fosforilación a nivel del sustratootro ejemplo de
MELDS 22

23. 6. Oxidación del succinato a fumarato
succinato deshidrogenasaEn eucariotas, la
se encuentra unida a la membrana mitocondrial
interna, contiene tres centros hierro-azufre
diferentes y una molécula de FAD unida
covalentemente.
MELDS 23

24. 7. Hidratación del fumarato
de malato
y producción
Esta enzima es
específica para el
fumarato y el L-malato
MELDS 24

25. 8. Oxidación del malato a oxalacetato
MELDS 25

26. Balance del Ciclo de Krebs
3NAD+ +Acetil-CoA + 3H2O + FAD + GDP + Pi
2CO2 + 3NADH + FADH2 + CoASH + GTP
MELDS 26

27. Regulación del Ciclo de Krebs
MELDS 27

28. Regulación del ciclo de Krebs
Piruvato deshidrogenasa
1. Regulación alostérica:
• Inhibidores: ATP, acetil-CoA, NADH y
de cadena larga
Activadores: AMP, CoA y NAD+
ácidos grasos
•
2. Modulación covalente: además de E1, E2 y E3 el complejo
PDH contiene 2 enzimas reguladoras capaces de modificar
covalentemente a E1
• E1 quinasa : al fosforilar a E1 la inactiva
esta quinasa es activada por NADH y acetil-CoA
E1 fosfatasa: al defosforilar a E1 la activa•
Mg++ Ca++esta fosfatasa es activada por y
MELDS 28

29. Regulación del ciclo de Krebs
1. Disponibilidad de sustratos
2. Inhibición por acumulación de productos:
3. Regulación de las siguientes enzimas:
• Citrato sintasa
Inhibidores: NADH, succinil-CoA,
Activadores:ADP
Isocitrato deshidrogenasa
Inhibidores:ATP
Activadores: Ca++, ADP
α-cetoglutarato deshidrogenasa
Inhibidores: succinil-CoA, NADH
citrato, ATP
•
•
Ca++Activadores:
El factor regulador más importante es la relación
intramitocondrial de [NAD+] / [NADH]
MELDS 29

30. La energía de las oxidaciones del ciclo se
conserva con eficiencia
MELDS 30

31. MELDS 31

32. Los C de los ácidos grasos entran al ciclo de Krebs
mayoritariamente vía acetil-CoA
MELDS 32

33. Los C de los aminoácidos entran al ciclo de Krebs
en diferentes puntos
MELDS 33

34. Los componentes del ciclo son importantes
intermediarios biosintéticos (vía anfibólica)
MELDS 34

35. Las reacciones anapleróticas reponen los
intermediarios del ciclo de Krebs
MELDS 35

36. Gracias
MELDS 36