El documento describe el ciclo de los tres nombres, también conocido como ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico. Este ciclo es una serie de reacciones químicas que forman parte de la respiración celular en todas las células aerobias y es la ruta final de oxidación de carbohidratos, ácidos grasos y aminoácidos. El ciclo tiene lugar en la mitocondria y cada reacción está catalizada por una enzima específica.

1. Ciclo de los Tres Nombres

2. Ciclo de los Tres Nombres
• Tres nombres
• El ciclo de Krebs
• Ciclo del ácido cítrico
• Ciclo de los ácidos tricarboxílicos
• Serie de reacciones químicas de gran importancia
• Forman parte de la respiración celular en todas las células
aerobias

3. Proteínas Ácidos
Nucleicos
Aminoácidos
Nucleótidos
Urea
Lípidos
Glicerol Ácidos
Grasos
e–
O2
H2O
CO2
Polisacáridos
Glucosa
Piruvato
Monosacáridos
ANABOLISMO
CATABOLISMO
Esquema general del metabolismo
AcetilCoA
ATP

4. Procedencia y destinos del acetil-‐CoA
ACETIL-‐CoA
PIRUVATO
GLUCOSA TAG
ÁCIDOS GRASOS GLICEROL
AA CETOGÉNICOS
PROTEÍNAS
CICLO KREBS
CO2 + H2O
Síntesis de
ÁCIDOS
GRASOS
Síntesis de
ESTEROIDES
Síntesis de
CUERPOS
CETÓNICOS
ATP

5. 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

6. Coenzima A
grupo tiol
reactivo
Tioester, alta energía
G0’= –32,2 kJ/mol)
(Vit. B5)
Lehninger Principles of Biochemistry. 5e. Freeman. 2009.

7. 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

8. Generalidades
ciclo de Krebs
Este ciclo es la ruta final de la oxidación del piruvato,
ácidos grasos y cadenas de carbono de los aminoácidos.
Se lleva a cabo en la mitocondria.
Cada reacción es catalizada por una enzima específica.
En la mayoría de los procariotas las enzimas del ciclo se
localizan en el citosol, en tanto que en los eucariotas están
dentro de las mitocondrias.
Es necesaria una transformación del piruvato para que se
inicie el proceso.

9.  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 mas energía que la
simple conversión aerobia del piruvato
a lactato o etanol .

10.  El ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz
mitocondrial en eucariotas y en el citoplasma
de procariotas.
REACCIONES DEL CICLO DE
KREBS

11. 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. 1

12. 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.
2

13. 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.
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14. 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+.
4

15. 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.
5

16. Conversión de Succinato a Fumarato
 La succinato deshidrogenasa está ligada covalentemente al FAD
que actúa como aceptor de un hidrógeno en la reacción.
6

17. Hidratación del Fumarato
 La enzima se denomina fumarato hidratasa, y tiene la capacidad
de catalizar una hidratación en forma Trans, para obtener Malato.
7

18. 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.
8

19. 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.

20. Balance energético del ciclo de Krebs
4 NADH
1 FADH2
1 GTP
Acetil CoA
Como se obtienen 2 piruvatos por cada molécula de glucosa:
Acido Pirúvico
8 NADH
2 FADH2
2 GTP
2 Acetil CoA
2 Acidos Pirúvicos

21. Cadena de transporte de
electrones

22. Transporte de electrones en la cadena respiratoria
Durante el catabolismo de la glucosa se obtienen varios coenzimas reducidos: NADH + H+ y FADH2
(moléculas con un alto poder reductor).
Estas moléculas se van a oxidar en la última etapa de la respiración, la cadena respiratoria.
Pasan por una cadena en la que se reducen y se oxidan diferentes moléculas, a medida que se van
traspasando unas a otras los protones y los electrones procedentes del NADH y del FADH2.

23. Cada transportador de electrones de la cadena se oxida al
ceder electrones y el siguiente se reduce al aceptarlos.
Como la energía liberada durante la oxidación es mayor que
la consumida para la reducción, en cada paso hay un
sobrante de energía que se invierte en la síntesis de ATP.
Si las oxidaciones que se producen en la fosforilación
oxidativa se hicieran en un solo paso, se liberaría una gran
cantidad de calor, que además de suponer una pérdida de
energía, sería incompatible con las condiciones celulares.

26. ATP sintasa
• Forman canales por donde
pasan los protones
• Están formados por:
1. Complejo enzimático F1
2. Zona de anclaje Fo
• Por cada 3 protones que pasan
se forma una molécula de ATP

29. Fosforilación
oxidativa
Según esta teoría, la energía liberada se invierte en
provocar un bombeo de protones (H+) desde la
matriz mitocondrial al espacio intermembranal.
Se crea un gradiente de concentración
electroquímico.
Cuando los protones (H+) en exceso en el espacio
intermembranoso vuelven a la matriz mitocondrial,
lo hacen atravesando el complejos enzimáticos ATP-
sintetasa, suministrándoles la energía necesaria
para la síntesis de ATP.

30. Fosforilación
oxidativa
Se ha calculado que los H+ bombeados en cada uno de los
complejos NAD deshidrogenasa, citocromos b-c1 y
citocromo-oxidasa, son suficientes para sintetizar un ATP.
A partir de un NADH+H+ que ingresa en la cadena
respiratoria se obtienen 3ATP.
A partir de un FADH2 sólo se obtienen 2ATP, ya que el
FADH2 se incorpora a la cadena respiratoria en el complejo
coenzima Q reductasa.
Al final de la cadena respiratoria aeróbica los hidrógenos se
unen al oxígeno y forman agua.

31. Rendimiento energético del catabolismo por respiración de la glucosa
procarita:
Proceso Citoplasma Transporte
electrónico
Total
Glucolisis 2 ATP
2 NADH 2 x (3ATP)
2 ATP
6 ATP
Respiración Ac. Piruvico a
Ac. CoA
2 X (1NADH) 2 x (3ATP) 6 ATP
Ciclo de Krebs 2 X (1 GTP)
2 X(3 NADH)
2 X(1 FADH2)
6 x (3ATP)
2 x (2ATP)
2 ATP
18 ATP
4 ATP
Balance energético global (por molécula de glucosa) 38 ATP

32. NAD+
NADH
Glicerol 3 P
DHAP
Glicerol 3 P
DHAP
FAD
FADH2
Membrana
mitocondrial
externa
Membrana
mitocondrial
interna
Espacio intermembrana
A la cadena
respiratoria
Citosol
Matriz
mitocondrial
1 NADH+H de la glicolisis = FADH2 ciclo de Krebs
Glicolisis

33. Rendimiento energético del catabolismo por respiración de la glucosa:
Proceso Citoplasma Matriz mitocondrial Transporte
electrónico
Total
Glucolisis 2 ATP
2
NADH(FADH2) 2 x (2ATP)
2 ATP
4 ATP
Respiración Ac. Piruvico
a Ac. CoA
2 X (1NADH) 2 x (3ATP) 6 ATP
Ciclo de
Krebs
2 X (1 GTP)
2 X(3 NADH)
2 X(1 FADH2)
6 x (3ATP)
2 x (2ATP)
2 ATP
18 ATP
4 ATP
Balance energético global (por molécula de glucosa) 36 ATP

34. Rendimiento
energético
del
catabolismo
por
respiración
de la glucosa:
En la glucólisis por cada molécula de glucosa que es degradada
se forman dos moléculas de ácido pirúvico, 2 NADH y 2 ATP.
En el sistema piruvato-deshidrogenasa y en el ciclo de Krebs se
producen 1 GTP (equivalente a 1 ATP), 4 NADH y 1 FADH2. X2
Las coenzimas reducidas ingresan en la cadena respiratoria y se
forma ATP.
En las bacterias, como el NADH que se obtiene en la glucólisis no
tiene que entrar en la mitocondria (no hay), pasa directamente a
la cadena respiratoria y se obtienen 3 ATP en lugar de 2. El
balance global es de 38 ATP en lugar de 36 ATP (eucariotas).

35. Papel del ciclo de Krebs en el anabolismo y reacciones anapleróticas (de relleno)
Porfirinas
Aminoácidos
Ácidos grasos
Esteroides
Glucosa
Aminoácidos
Aminoácidos
Lehninger Principles of Biochemistry. 5e. Freeman. 2009.

36. Complejo
Piruvato-‐DH
Isocitrato-
‐
DH
E1
E1
activa
P inactiva
+ ATP
ATP,
acetilCoA,
NADH
ATP
Regulación del ciclo de Krebs
Citrato
sintasa
ATP
ADP
succinilCoA, NADH
Complejo
-‐cetoglutarato-‐DH
Lehninger Principles of Biochemistry. 5e. Freeman. 2009.