El ciclo de Krebs, también conocido como el ciclo de los ácidos tricarboxílicos o el ciclo del ácido cítrico, es un proceso central en la respiración celular donde los átomos de carbono de los compuestos alimenticios se oxidan completamente a dióxido de carbono, mientras que se reducen coenzimas como NADH y FADH2 que transportarán electrones a la fosforilación oxidativa para producir ATP. El ciclo consta de ocho reacciones en las que el acetil-CoA se ox

1. Ciclo de Krebs
En primer lugar, este ciclo es denominado con varios
nombres alternativos: Ciclo de los ácidos
tricarboxílicos (TCA) porque el ácido cítrico tiene tres
grupos carboxilo; ciclo de Krebs en honor a su
descubridor el alemán Hans Adolf Krebs, quien
obtuvo el Premio Nobel de Fisiología y Medicina en
1953 y ciclo del ácido cítrico. La esencia del ciclo es
que los átomos de carbono del grupo acetilo del
acetil-CoA generado a partir del piruvato se
convierten en CO2mientras que se reducen tres
moléculas de NAD+ a NADH. Además, una molécula
de FAD es reducida a FADH2; los equivalentes de
reducción provienen parcialmente del agua. Casi
como reacción colateral, el ciclo genera un grupo
fosforilo de “alta energía” a partir de Pi por cada
grupo acetilo que se introduce en él. La importancia
de esta ruta hace que valga la pena examinar con
detalle cada una de sus reacciones. En primer lugar, el ciclo actúa en dos fases: 1) Adición de una
porción de dos carbonos (acetil-CoA) a un compuesto de cuatro carbonos (oxalacetato) para dar
un anión orgánico de seis carbonos, el citrato, seguido de la pérdida de dos carbonos en formade
CO2 y 2) Regeneración del oxalacetato.
Fase 1: INTRODUCCIÓN Y PÉRDIDA DE DOS ÁTOMOS DE CARBONO
Paso 1: Introducción de dos átomos de carbono en forma de acetil-CoA. La reacción inicial,
catalizada por la citrato sintasa, es semejante a una condensación aldólica.
Acetil-CoA + Oxalacetato + H2O → Citrato
Paso 2: Isomerización del citrato. Los sustratos de las reacciones de descarboxilación son
generalmente α o β cetoácidos. El grupo hidroxilo alcohólico terciario del citrato debe migrar para
experimentar una oxidación a carbonilo. La isomerización, catalizada por la aconitasa, genera el
compuesto alcohólico secundario isocitrato, que puede oxidarse. La reacción comporta una
deshidratación e hidratación sucesivas, a través del cisaconitato como intermediario deshidratado,
que se mantiene unido a la enzima.
H2O
H2O
Citrato cis-aconitato
D-isocitrato
H2O
H2O

2. Paso 3: Generación de CO2 por una deshidrogenasa ligada a NAD+. La primera de las dos
descarboxilaciones oxidativas del ciclo la cataliza la isocitrato deshidrogenasa. La reacción
comporta la deshidrogenación a oxalosuccinato, un intermediario inestable unido a la enzima, que
espontáneamente se descarboxila antes de liberar el producto.
Isocitrato + NAD+ ↔ α-Cetoglutarato + NADH
Paso 4: Generación de un segundo CO2 por un complejo multienzimático.La cuarta reacción del
ciclo de Krebs es una reacción de múltiples pasos totalmente comparable a la reacción de la
piruvato deshidrogenasa. Un sustrato α-cetoácido experimenta una descarboxilación oxidativa,
con formación simultánea de un acetil-CoA. Esta reacción la cataliza el complejo α-cetoglutarato
deshidrogenasa.
α-Cetoglutarato + NAD+ + CoA → Succinil-CoA + CO2 + NADH
FASE 2: REGENERACIÓN DEL OXALACETATO
En este punto del ciclo, se han introducido dos átomos de carbono en forma de acetil-CoA (por la
citrato sintasa) y se han perdido otros dos en forma de CO2. Dada la estereoquímica de la reacción
de la aconitasa, los dos átomos de carbono perdidos no son los mismos que los dos átomos de
carbono introducidos al comienzo del ciclo. En las reaccipnes restantes, el intermediario de cuatro
carbonos succinil-CoA se covierte en el producto de cuatro carbonos axalacetato, mediante un
proceso en el que dos de los cuatro pasos comportan reacciones de deshidrogenación.
Paso 5: Una fosforilación a nivel se sustrato. La succinil-CoA es un compuesto de alta energía, y su
energía potencial se utiliza para impulsar la formación de un enlace fosfato de alta energía. Esta
reacción, catalizada por la succinil-CoA sintetasa, es comparable a las dos reacciones de
fosforilación a nivel de sustrato de la glucólisis, excepto porque en las células animales el
nucleótido producto de alta energía no es ATP sino el GTP.
Succinil-CoA + Pi + GDP ↔ Succinato + GTP + CoA
Paso 6: Deshidrogenación dependiente de flavina. Para completar el ciclo se produce una
conversión del succinato de cuatro carbonos en el oxalacetato de cuatro carbonos. La primera de
las tres reacciones que intervienen, catalizada por la succinato deshidrogenasa, es la
deshidrogenación dependiente del FAD de dos carbonos saturados a un doble enlace.
Succinato + FAD ↔ Fumarato + FADH2
Paso 7: Hidratación de un doble enlace carbono-carbono. La hidratación trans estereoespecífica
del doble enlace carbono-carbono la cataliza la fumarato hidratasa, denominada más
comúnmente fumarasa. El isómero cis del fumarato, que recibe el nombre de maleato, no es un
sustrato de la reacción hacia adelante, y la enzima no puede actuar sobre el D-malato en la
dirección contraria.
Fumarato + H2O ↔ L-Malato

3. Paso 8: Una deshidrogenación que regenera el oxalacetato. Finalmente, el ciclo se completa con
la deshidrogenación, dependiente del NAD+, del malato a oxalacetato, catalizada por la malato
deshidrogenasa.
L-Malato + NAD+ ↔ Oxalacetato + NADH+H
Esquema del Ciclo de Krebs
Karp, G (2005). Biología Celular. Mc-Graw-Hill: México
Publicado por: Equipo 4. Respiración celular y mitocondria.
Sección: 6BI01 Periodo 2013-I. UPEL-IPB.
Profesor: Juan Miguel Flores.