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Facultad de Medicina Veterinaria
Universidad Uniremington
CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO
LORENA PAOLA GÓMEZ PRIETO
Bioquímica
Ciclo de Krebs
Hans Adolf Krebs
 El ciclo de Krebs
(también llamado ciclo
del ácido cítrico o ciclo de
los ácidos tricarboxílicos)
es una serie de
reacciones químicas de
gran importancia, que
forman parte de la
respiración celular en
todas las células
aerobias, es decir que
utilizan oxígeno.
Ciclo de los Tres Nombres
 En organismos aeróbicos
el ciclo de Krebs es parte
de la vía catabólica que
realiza la oxidación de
hidratos de carbono,
ácidos grasos y
aminoácidos hasta
producir CO2 y agua,
liberando energía en
forma utilizable (poder
reductor y ATP).
 El ciclo de Krebs también
proporciona precursores
para muchas biomoléculas
tales como ciertos
aminoácidos. Por ello se
considera una vía
anfibólica, es decir,
catabólica y anabólica al
mismo tiempo.
S - CoA
3
Acetil - CoA
Oxalacetato
+
Citrato
CITRATO
SINTASA HS - CoA
2
La formación del citrato era la pieza faltante para poder
armar completamente un rompecabezas metabólico.
El descubrimiento que resolvió este rompecabezas y
unificó el metabolismo fue hecho en 1937 por Sir Hans
Krebs y W.A. Johnson: ellos mostraron que el citrato es
derivado del piruvato y del oxaloacetato completando lo
que se conoce como el ciclo del ácido cítrico.
Condensación del acetil - CoA
 En condiciones anaerobias, las células animales
reducen el piruvato a lactato, en las levaduras a etanol.
 En condiciones aerobias, el piruvato ingresa a la matriz
mitocondrial y es convertido a acetil-Coenzima A
(AcCoA) para llevar estos Carbonos a su estado de
oxidación total en el ciclo del ácido cítrico.
2
H
H
H + H+
+
Ciclo de Krebs.pptx
Transformación del piruvato en Acetil-CoA
Los grupos acetilo entran en el ciclo en forma de acetil-CoA
Es este el producto común de la degradación de carbohidratos,
ácidos grasos y aminoácidos
El grupo acetilo esta unido al grupo sulfhidrilo del CoA por un
enlace tioéster
O
O O
H3C C C
HSCoA
NAD+
NADH
+ CO2
Pyruvate Dehydrogenase
pyruvate
O
H3C C S CoA
acetyl-CoA
El acetil-CoA se forma por descarboxilación
oxidativa del piruvato, por la acción del complejo
enzimático piruvato deshidrogenasa
 El trabajo acoplado del
ciclo del ácido cítrico y la
cadena de transporte de
electrones es la mayor
fuente de energía
metabólica.
 El metabolismo aerobio
del piruvato por el ciclo
del ácido cítrico y la
cadena de transporte de
electrones produce
mucha más energía que
la simple conversión
aerobia del piruvato a
lactato o etanol .
 En condiciones aeróbicas, el piruvato sufre
una descarboxilación oxidativa con la
formación de AcCoA. El grupo acetilo del
AcCoA es transferido al oxaloacetato para dar
citrato.
 En reacciones subsecuentes, dos de los
átomos de Carbono del citrato se oxidan a
CO2 y el oxaloacetato es regenerado.
 La reacción neta de ciclo del
ácido cítrico también
produce tres moléculas de
NADH, una de FADH2 y una
molécula del
compuesto trifosfato de
guanosina (GTP)
altamente energético (en
algunos organismos es
directamente ATP) por cada
molécula de AcCoA oxidada.
 Las moléculas de NADH y
FADH2 son oxidadas en la
cadena de transporte de
electrones con la formación
de ATP en la fosforilación
oxidativa.
Ciclo de Krebs.pptx
 El ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz
mitocondrial en eucariotas y en el citoplasma
de procariotas.
REACCIONES DEL CICLO DE
KREBS
Condensación del Acetil CoA, gracias a la Citrato
sintasa
 Citrato sintasa es una Enzima condensante, cataliza la
condensación aldólica entre el grupo metilo del acetil-CoA y el
carbonilo del Oxalacetato.
 La velocidad depende de la disponibilidad de los sustratos,
además de la Succinil-CoA.
Conversión del Citrato en Isocitrato.
 La enzima es denominada aconitato hidratasa.
 La mezcla en equilibrio, contiene aproximadamente un 93%
citrato y un 7% de isocitrato.
 Se tiene un compuesto intermediario, denominado cis-aconitato.
 La
aconitasa
contiene
Fe(II) y
precisa
de un tiol
como el
de la
Cisteína
o el
Glutatión
Oxidación del Isocitrato a α-cetoglutarato
(α-oxoglutarato)
 Existen 2 tipos de Isocitrato deshidrogenasa, uno dependiente
del NAD+ y otro del NADP+.
 Estudios recientes indican que la primera es la que cataliza la
reacción correspondiente.
Oxidación del α-cetoglutarato (α-oxoglutarato) a
Succinil-CoA
 Es biológicamente irreversible en células animales.
 Participan como coenzimas el Pirofosfato de tiamina, ácido
lipoico, CoA, FADy NAD+.
Desacilación del Succinil-CoA
 La pérdida del CoA no se dá por simple hidrólisis sino por reacción de
conservación de energía (GTP).
 El GTP formado en esta reacción cede su fosfato terminal al ADP para
formar ATP mediante acción de la nucleósido-difosfato-quinasa.
 Existe formación de
una fosfoenzima
intermedia.
Conversión de Succinato a Fumarato
 La succinato deshidrogenasa está ligada covalentemente al FAD
que actúa como aceptor de un hidrógeno en la reacción.
Hidratación del Fumarato
 La enzima se denomina fumarato hidratasa, y tiene la capacidad
de catalizar una hidratación en forma Trans, para obtener Malato.
Oxidación del Malato a Oxalacetato.
 Es la última reacción del ciclo, aún siendo endergónica se dá con
mucha facilidad.
 Es estereoespecífica para la forma L del malato.
ENERGÉTICA DEL CICLO DE
KREBS
 El ciclo de Krebs siempre es seguido por
la fosforilación oxidativa.
 Este proceso extrae la energía en forma
de electrones de alto potencial de las
moléculas de NADH y FADH2,
regenerando NAD+ y FAD, gracias a lo
cual el ciclo de Krebs puede continuar.
REACCIÓN
CATALIZADA POR:
MÉTODO DE
PRODUCCIÓN DE
FOSFATOS
NÚMERO DE ATP
FORMADOS
Isocitrato
deshidrogenasa
Ox. del NADH en la
Cad.Respiratoria
3
α-cetoglutarato
deshidrogenasa
Ox. del NADH en la
Cad.Respiratoria
3
Succinato tionasa Ox.a nivel del
Sustrato
1
Succinato
deshidrogenasa
Ox. del FADH en la
Cad.Respiratoria
2
Malato
deshidrogenasa
Ox. del NADH
Cad.Respiratoria
3
TOTAL NETO 12 ATP / MOL Acetil
CoA
Ciclo de Krebs.pptx
 La glucosa origina 2 moléculas de piruvato y por
ende 2 moléculas de AcetilCoA, lo que nos da
lugar a 24 moléculas de ATP.
 Si hacemos un análisis de rendimiento de ATP
por molécula de glucosa, tendríamos lo
siguiente:
 Glucólisis 8 ATP
 Piruvato a AcCoA 6 ATP
 Ciclo de Krebs
 TOTAL
24 ATP
38 ATP
Glucólisis
REACCIÓN
CATALIZADA POR:
MÉTODO DE
PRODUCCIÓN DE
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FORMADOS
Gliceraldehido-3-
fosfato
deshidrogenasa
Ox. De 2 NADH en la
Cad.Respiratoria
6
Fosfoglicerato
cinasa
Ox. A nivel del
Sustrato
2
Piruvato cinasa Ox.a nivel del
Sustrato
2
TOTAL 10
Consumo de 2 ATP Nivel de Hexocinasa
y fosfofructocinasa
-2
TOTAL NETO 8 ATP / MOL Glucosa
 En teoría solo
trabajamos con un
total de 2 ATP como
ganancia neta, pero
eso se debe a que
se emplean estos,
en la transformación
de ácido pirúvico a
ácido láctico, se
pierden:
-2 NADH = -6 ATP
Oxidación del Ácido pirúvico hasta
Acetil Coenzima A
 Se forman 2 NADH, por lo tanto se tienen
6 ATP.
2
H
H
H + H+
+
IMPORTANCIA
 La función principal de Ciclo del Ácido
Cítrico es actuar como vía común final de
la oxidación de carbohidratos, lípidos y
proteínas.
 Esto se debe a que estos son
metabolizados a acetil-CoA o a
intermediarios del ciclo.
Ciclo de Krebs.pptx
 Interviene en forma principal
en:
 Gluconeogénesis
 Transaminación
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 Lipogénesis
 Algunos de estos procesos se
llevan a cabo en los tejidos
pero el hepático es el único
donde ocurren todos, por lo
que una Cirrosis o una
Hepatitis aguda afecta este
proceso.
Hepar = Hígado
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Ciclo de Krebs.pptx

  • 2. Facultad de Medicina Veterinaria Universidad Uniremington CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO LORENA PAOLA GÓMEZ PRIETO Bioquímica Ciclo de Krebs Hans Adolf Krebs
  • 3.  El ciclo de Krebs (también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos) es una serie de reacciones químicas de gran importancia, que forman parte de la respiración celular en todas las células aerobias, es decir que utilizan oxígeno. Ciclo de los Tres Nombres
  • 4.  En organismos aeróbicos el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de hidratos de carbono, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2 y agua, liberando energía en forma utilizable (poder reductor y ATP).  El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas tales como ciertos aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibólica, es decir, catabólica y anabólica al mismo tiempo.
  • 5. S - CoA 3 Acetil - CoA Oxalacetato + Citrato CITRATO SINTASA HS - CoA 2 La formación del citrato era la pieza faltante para poder armar completamente un rompecabezas metabólico. El descubrimiento que resolvió este rompecabezas y unificó el metabolismo fue hecho en 1937 por Sir Hans Krebs y W.A. Johnson: ellos mostraron que el citrato es derivado del piruvato y del oxaloacetato completando lo que se conoce como el ciclo del ácido cítrico. Condensación del acetil - CoA
  • 6.  En condiciones anaerobias, las células animales reducen el piruvato a lactato, en las levaduras a etanol.  En condiciones aerobias, el piruvato ingresa a la matriz mitocondrial y es convertido a acetil-Coenzima A (AcCoA) para llevar estos Carbonos a su estado de oxidación total en el ciclo del ácido cítrico. 2 H H H + H+ +
  • 8. Transformación del piruvato en Acetil-CoA Los grupos acetilo entran en el ciclo en forma de acetil-CoA Es este el producto común de la degradación de carbohidratos, ácidos grasos y aminoácidos El grupo acetilo esta unido al grupo sulfhidrilo del CoA por un enlace tioéster
  • 9. O O O H3C C C HSCoA NAD+ NADH + CO2 Pyruvate Dehydrogenase pyruvate O H3C C S CoA acetyl-CoA El acetil-CoA se forma por descarboxilación oxidativa del piruvato, por la acción del complejo enzimático piruvato deshidrogenasa
  • 10.  El trabajo acoplado del ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones es la mayor fuente de energía metabólica.  El metabolismo aerobio del piruvato por el ciclo del ácido cítrico y la cadena de transporte de electrones produce mucha más energía que la simple conversión aerobia del piruvato a lactato o etanol .
  • 11.  En condiciones aeróbicas, el piruvato sufre una descarboxilación oxidativa con la formación de AcCoA. El grupo acetilo del AcCoA es transferido al oxaloacetato para dar citrato.  En reacciones subsecuentes, dos de los átomos de Carbono del citrato se oxidan a CO2 y el oxaloacetato es regenerado.
  • 12.  La reacción neta de ciclo del ácido cítrico también produce tres moléculas de NADH, una de FADH2 y una molécula del compuesto trifosfato de guanosina (GTP) altamente energético (en algunos organismos es directamente ATP) por cada molécula de AcCoA oxidada.  Las moléculas de NADH y FADH2 son oxidadas en la cadena de transporte de electrones con la formación de ATP en la fosforilación oxidativa.
  • 14.  El ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz mitocondrial en eucariotas y en el citoplasma de procariotas. REACCIONES DEL CICLO DE KREBS
  • 15. Condensación del Acetil CoA, gracias a la Citrato sintasa  Citrato sintasa es una Enzima condensante, cataliza la condensación aldólica entre el grupo metilo del acetil-CoA y el carbonilo del Oxalacetato.  La velocidad depende de la disponibilidad de los sustratos, además de la Succinil-CoA.
  • 16. Conversión del Citrato en Isocitrato.  La enzima es denominada aconitato hidratasa.  La mezcla en equilibrio, contiene aproximadamente un 93% citrato y un 7% de isocitrato.  Se tiene un compuesto intermediario, denominado cis-aconitato.
  • 17.  La aconitasa contiene Fe(II) y precisa de un tiol como el de la Cisteína o el Glutatión
  • 18. Oxidación del Isocitrato a α-cetoglutarato (α-oxoglutarato)  Existen 2 tipos de Isocitrato deshidrogenasa, uno dependiente del NAD+ y otro del NADP+.  Estudios recientes indican que la primera es la que cataliza la reacción correspondiente.
  • 19. Oxidación del α-cetoglutarato (α-oxoglutarato) a Succinil-CoA  Es biológicamente irreversible en células animales.  Participan como coenzimas el Pirofosfato de tiamina, ácido lipoico, CoA, FADy NAD+.
  • 20. Desacilación del Succinil-CoA  La pérdida del CoA no se dá por simple hidrólisis sino por reacción de conservación de energía (GTP).  El GTP formado en esta reacción cede su fosfato terminal al ADP para formar ATP mediante acción de la nucleósido-difosfato-quinasa.
  • 21.  Existe formación de una fosfoenzima intermedia.
  • 22. Conversión de Succinato a Fumarato  La succinato deshidrogenasa está ligada covalentemente al FAD que actúa como aceptor de un hidrógeno en la reacción.
  • 23. Hidratación del Fumarato  La enzima se denomina fumarato hidratasa, y tiene la capacidad de catalizar una hidratación en forma Trans, para obtener Malato.
  • 24. Oxidación del Malato a Oxalacetato.  Es la última reacción del ciclo, aún siendo endergónica se dá con mucha facilidad.  Es estereoespecífica para la forma L del malato.
  • 25. ENERGÉTICA DEL CICLO DE KREBS  El ciclo de Krebs siempre es seguido por la fosforilación oxidativa.  Este proceso extrae la energía en forma de electrones de alto potencial de las moléculas de NADH y FADH2, regenerando NAD+ y FAD, gracias a lo cual el ciclo de Krebs puede continuar.
  • 26. REACCIÓN CATALIZADA POR: MÉTODO DE PRODUCCIÓN DE FOSFATOS NÚMERO DE ATP FORMADOS Isocitrato deshidrogenasa Ox. del NADH en la Cad.Respiratoria 3 α-cetoglutarato deshidrogenasa Ox. del NADH en la Cad.Respiratoria 3 Succinato tionasa Ox.a nivel del Sustrato 1 Succinato deshidrogenasa Ox. del FADH en la Cad.Respiratoria 2 Malato deshidrogenasa Ox. del NADH Cad.Respiratoria 3 TOTAL NETO 12 ATP / MOL Acetil CoA
  • 28.  La glucosa origina 2 moléculas de piruvato y por ende 2 moléculas de AcetilCoA, lo que nos da lugar a 24 moléculas de ATP.  Si hacemos un análisis de rendimiento de ATP por molécula de glucosa, tendríamos lo siguiente:  Glucólisis 8 ATP  Piruvato a AcCoA 6 ATP  Ciclo de Krebs  TOTAL 24 ATP 38 ATP
  • 29. Glucólisis REACCIÓN CATALIZADA POR: MÉTODO DE PRODUCCIÓN DE FOSFATOS NÚMERO DE ATP FORMADOS Gliceraldehido-3- fosfato deshidrogenasa Ox. De 2 NADH en la Cad.Respiratoria 6 Fosfoglicerato cinasa Ox. A nivel del Sustrato 2 Piruvato cinasa Ox.a nivel del Sustrato 2 TOTAL 10 Consumo de 2 ATP Nivel de Hexocinasa y fosfofructocinasa -2 TOTAL NETO 8 ATP / MOL Glucosa
  • 30.  En teoría solo trabajamos con un total de 2 ATP como ganancia neta, pero eso se debe a que se emplean estos, en la transformación de ácido pirúvico a ácido láctico, se pierden: -2 NADH = -6 ATP
  • 31. Oxidación del Ácido pirúvico hasta Acetil Coenzima A  Se forman 2 NADH, por lo tanto se tienen 6 ATP. 2 H H H + H+ +
  • 32. IMPORTANCIA  La función principal de Ciclo del Ácido Cítrico es actuar como vía común final de la oxidación de carbohidratos, lípidos y proteínas.  Esto se debe a que estos son metabolizados a acetil-CoA o a intermediarios del ciclo.
  • 34.  Interviene en forma principal en:  Gluconeogénesis  Transaminación  Desaminación  Lipogénesis  Algunos de estos procesos se llevan a cabo en los tejidos pero el hepático es el único donde ocurren todos, por lo que una Cirrosis o una Hepatitis aguda afecta este proceso. Hepar = Hígado