breves explicaciones acerca del ciclo de krebs y el proceso metabólico

1. Bioquímica
Universidad Autónoma de Chiapas
Facultad de Ciencias Químicas
Químico Farmacobiólogo
Dr. Erick Ruiz Romero
UNIDAD 3.- CICLO DE KREBS

2. En las células aerobias la mayor parte de la energía se genera dentro de las
mitocondrias. El dioxígeno (O2) es el aceptor electrónico final en la oxidación de
las moleculas de nutrientes.

3. Ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos) es una ruta
metabólica, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas. En
células eucariotas se realiza en la matriz mitocondrial. En las procariotas, el ciclo de
Krebs se realiza en el citoplasma
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 y GTP).
El metabolismo oxidativo de glúcidos, grasas y proteínas frecuentemente se divide en
tres etapas, de las cuales el ciclo de Krebs supone 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 la glucólisis. La tercera etapa es la fosforilación
oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH2) generado se emplea para la
síntesis de ATP según la teoría del acomplamiento quimiosmótico.

4. Quimiosmosis es la difusión
de iones a través de una membrana.
Específicamente, se relaciona con la
generación de ATP mediante el
movimiento de
iones hidrógeno (protones o H+) a
través de la membrana
interna mitocondrial y de la
membrana de los tilacoides de
los cloroplastos.
El guanosín trifosfato (GTP, del inglés
“guanosine triphosphate”), también
conocido como guanosina-5'-trifosfato,
es uno de los nucleótidos trifosfato
usados en el metabolismo celular junto
al ATP, CTP, TTP y UTP.

5. 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.
Hans Adolf Krebs
Hans Adolf Krebs (1900 - 1981) fue un bioquímico
alemán, ganador del Premio Nobel de Fisiología o
Medicina en el año 1953.
Sus principales trabajos de investigación giran alrededor
del análisis del metabolismo de la célula,
fundamentalmente en la trasformación de los nutrientes
en energía. Descubrió que todas las reacciones
conocidas dentro de las células estaban relacionadas
entre sí, nombrando a esta sucesión de reacciones ciclo
del ácido cítrico (1937), más tarde conocido como ciclo
de Krebs. Estos estudios le valieron para ganar el Premio
Nobel.

6. Reacciones del ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz mitocondrial en la célula eucariota. El acetil-
CoA (Acetil Coenzima A) es el principal precursor del ciclo. El ácido cítrico (6
carbonos) o citrato se obtiene en cada ciclo por condensación de un acetil-CoA (2
carbonos) con una molécula de oxaloacetato (4 carbonos). El citrato 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 →
2 CO2 + CoA-SH + 3 NADH + FADH2 + GTP + 3 H+
El ciclo del ácido cítrico desempeña otro papel importante en el metabolismo, además
de su función en la producción de energía. Los intermediarios del ciclo son sustratos de
diversas reacciones de síntesis.

7. Conversión del piruvato en acetil-CoA
Tras su transporte a la matriz mitocondrial, el piruvato se convierte en acetil-CoA en
un conjunto de reacciones catalizadas por las enzimas del complejo piruvato
deshidrogenasa.
Piruvato + NAD+ + CoASH Acetil-CoA + NADH + CO2 + H20 + H

8. 1. Introducción de dos carbonos como acetil-CoA.
El ciclo del ácido cítrico comienza con la condensación de la acetil-CoA con el
oxalacetato para formar citrato:

9. 2. El citrato se isomeriza para formar un alcohol secundario que puede
oxidarse fácilmente.

10. 3. El isocitrato se oxida para formar NADH y CO2

11. 4. El α-cetoglutarato se oxida para formar una segunda molécula de NADH y de
CO2.
La conversión del α-cetoglutarato en succinil-CoA está catalizada por las actividades
enzimáticas del complejo α-cetoglutarato deshidrogenasa: α–cetoglutarato
deshidrogenasa, dihidrolipoil transsuccinilasa y dihidrolipoil deshidrogenasa.

12. 5. La ruptura de la succinil-CoA está acoplada a una fosforilación a nivel
de sustrato.
El ATP se sintetiza en la reacción siguiente, que cataliza la nucleósido difosfato quinasa:

13. 6. La molécula de cuatro carbonos succinato se oxida para formar fumarato y FADH2.

14. 7. Hidratación del fumarato.

15. 8. El malato se oxida para formar oxalacetato y un tercer NADH.

16. En cada vuelta del ciclo,
entra la acetil-CoA
procedente de la ruta
glucolítica o del
catabolismo de los ácidos
grasos y salen dos
moléculas de carbono
totalmente oxidado en
forma de CO2. Se reducen
tres moléculas de NAD y
una molécula de FAD. Se
genera una molécula de
GTP (interconvertible con el
ATP) en una reacción de
fosforilación a nivel de
sustrato.

20. ENERGÍA PROOUCIDA POR EL CICLO
DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS
La oxidación de un NADH por la cadena de transporte de electrones
provoca la formación de aproximadamente tres ATP, mientras que la oxidación
del FADH2, rinde aproximadamente dos ATP.
Número de moléculas de ATP producidas a partir de la oxidación de 1 molécula
de acetil-CoA

21. Ciclo del ácido cítrico anfibólico
Ciclo del ácido cítrico anfibólico.
El ciclo del ácido cítrico opera en procesos anabólicos (p. ej ., síntesis de ácidos grasos, colesterol,
hemo y glucosa) y procesos catabólicos (p. ej ., degradación de los aminoácidos y producción de
energía).