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Ciclo de Krebs.
          (Ciclo del Ácido Cítrico)
                                                                  Grupo A:
Evangelina Gonzáles, Maria José Gonzaéles, Lucía Gamboa, Angéilca Bautista.
Introducción
   El ciclo del ácido cítrico es una ruta metabólica en la
    que los fragmentos de 2 carbonos (aceltil-CoA) que
    proceden de moléculas orgánicas combustibles, se
    oxidan para formar CO2 y las coenzimas NAD+ Y
    FAD se reducen para formar NADH y FADH2.
   Que después van a la cadena de transporte de
    electrones y se transfieren al aceptor que
    normalmente es O2.
   Que después en la fosforilación oxidativa la energía
    liberada en la CTE se captura en protones para la
    síntesis de ATP.
Inicio
   El ciclo del ácido cítrico es una ruta de oxidación
    común para moléculas ácidos grasos, aminoácidos y
    carbohidratos, que entran como Acetil-CoA.
   Es un proceso aerobio que se da lugar en la Matriz
    Mitocondrial.
   El acetil-CoA es el producto de oxidación del
    piruvato, por medio de un complejo enzimático
    llamado piruvato deshidrogenasa; que requiere de
    las coenzimas NAD+, FAD, TPP y ácido lipoico.
Producción Neta
   Consta de 2 fases:
   1. El acetil-CoA entra el ciclo reaccionando con el
    oxalacetato, para formar citrato liberando dos moléculas
    de CO2 (Reacciónn 1-4)
   2. Regeneración del oxalacetato para reaccionar de
    nuevo con el acetil-CoA (Reacción 5-8)




2CO2+3NADH+FADH2+CoASH+GTP+3H+
Paso 1: Introducción y perdida de dos
átomos de carbono
   Paso 1: Sale la CoA y entra solo el grupo acetilo, y
    se condensa con oxaloactetato para dar citrato, por
    medio de la enzima citrato sintasa.




                 Oxalacetato              Citrato
Paso 2: Isomerización del citrato

Deshidratación e hidratación
 del citrato.
Del citrato hay un
 reacomodo de las
 moléculas, por medio de
 una salida de H2O y dando
 una molécula llamada cis-
 aconitato, que solo es
 temporal, y se vuelve
 agregar H2O para dar
 finalmente isocitrato.                  Isocitrato
                               Citrato
Paso 3: Generación de CO2 por una
     deshidrogenasa ligada al NAD+

   Del isocitrato formado
    anteriormente se convierte a alfa-
    cetoglutarato, por medio de un
    desprendimiento de un CO2, y
    por la accion de oxido- reduccion
    de un NAD+, catalizado por la
    isocitrato deshidrogenasa.
Paso 4: Generación del segundo CO2 por un
complejo multienzimático.

 El alfa- cetoglutarato se
  convierte a succinil CoA por
  medio de una
  descarboxilacion, y una
  reacción de oxido- reducción
  de un NAD+.
 Además entra a la molécula
una CoA-SH.
 Todas estas reacciones sonα-cetoglutarato   Succinil-CoA
  catalizadas por el complejo
 alfa-cetoglutarato des-
  hidrogenasa
Complejo de la enzima α-cetoglutarato
               deshidrogenasa
   Es una enzima oxidoreductasa
   Formada por un complejo parecido al de piruvato
    deshidorgenasa.

    Forma el complejo          Efecto            Coenzima

      α-cetoglutarato   Elimina hidrógenos en      (TPP)
      deshidrogenasa       el α-cetoglutarato
        Dihidrolipoil   Transfiere la CoASH al    CoASH,
      transuccinilasa          succinal
        Dihidrolipoil     Oxida a la enzima      NAD y FAD
      deshidrogenasa       transuccinilasa
Paso 5: Ruptura del succinil-CoA con
fosforilación a nivel sustrato.
   La enzima succinato tioquinasa es una ligasa que
    convierte el succinil-CoA en succinato.
   Su producto será GTP y la CoASH.
   Será una ruptura del enlace tioéster.
Paso 6: La molécula de 4 carbonos succinato se oxida
para formar fumarato y FADH.
 La enzima succionato deshidrogenasa que es una
  oxidoreductasa convierte el succinato a fumarato.
 Este es un punto de regulación.
 Liberará una molécula de FADH2
 Esta enzima se encuentra
unida a la membrana
mitocondrial interna.
Paso 7: Hidratación del fumarato
   La enzima fumarasa o fumarato deshidrogenasa que
    es ena liasa, hidratará la molécula de fumarato para
    convertirlo en malato.
Paso 8: El malato se oxida para formar un
oxalacetato y un tercer NADH
   La enzima malato deshidrogenasa del tipo
    oxidoreductasa oxidará al malato para convertirlo en
    oxalacetato, que este al unirse con el acetil-CoA
    comenzará de nuevo el ciclo de Krebs.
   Se liberará también en esta reacción un tercer
    NADH.
Destinos de los precursores
   El Ciclo de Krebs es una ruta anfibólica.
   Es catabólica al formar CO2 y la energía conservada
    en NADH Y FADH2
   Es anabólica poque muchos de sus intermediarios
    son precursores para otras rutas.
   Estos precursores son repuestos por reacciones
    anaplerópticas. Que rellenan el ciclo.
    Precursor                Vía a la que se dirige
    Oxalacetato              Gluneogénesis y síntesis de amino
                             ácidos.
    α-cetoglutarato          Síntesis de aminoácidos
    Succinil-CoA             Síntesis de porfinas
    Acetil-CoA               Síntesis de ácidos grasos y
                             colesterol
Regulación del ciclo del acido
                        cítrico
   El ciclo del acido cítrico es regulado por
    precisión (de manera estrecha) para que se
    satisfagan de manera constante los
    requerimientos energéticos y de biosíntesis de la
    célula.
   La regulación se consigue principalmente por la
    modulación de enzimas clave y la disponibilidad
    de determinados sustratos.
   Como ya se comento, el ciclo depende de un
    aporte continuo de NAD,FAD Y ADP (es decir
    productores de energia).
   La regulación se hace por medio de 3 enzimas:
   La citratosintasa
   La isocitrato deshidrogenasa
   La α –cetoglutarato deshidrogenasa




   Estas tres enzimas operan lejos del equilibrio y
    también catalizan reacciones que representan
    importantes puntos metabólicos.
Citrato Sintasa

   Es la primera enzima del ciclo
   Cataliza la formación del citrato a parir del acetil-coA
    y oxalacetato dado que la concentración de acetil-
    coA y oxalacetato son bajas en la mitocondria con
    relación a la cantidad de la enzima
   cualquier aumento de la disponibilidad del sustrato
    estimula la síntesis de citrato
   Concentraciones elevadas de succinil Coa y de
    citrato inhibiendo la citratosintasa actuando como
    inhibidores alostericos
   Es inhibida por : citratio ,NADH, ATP Y SUCCINIL
    COA
La isocitrato deshidrogenasa


   Cataliza la segunda reacción del ciclo regulada en
    un extremo.
   Es inhibida por : NADH y ATP
   Es activada por: NAD+ y ADP
   Esta muy regulada debido a su importante papel del
    metabolismo del citrato.
   La conversación de citrato a isocitrato es reversible
Metabolismo del citrato
   El trasporte del citrato saca de la mitocondria al
    acetil CoAndebido a que este no puede atravesar la
    membrana mitocondrial interna ya que esto este
    esta en el citoplasma el citrato se fracciona por la
    citratoliasa y el acetil CoA que se forma es utilizado
    en varios procesos de biosíntesis(como la síntesis
    de ácidos grasos).
   el oxalacetato se utiliza en reacciones de biosíntesis
    o puede convertisrse en malato
Malato
    Puede volver a entrar a la mitocondria y
    convertirse otras ves en oxalacetato (es por lo que
    decimos que esta enzima es reversible).
   O puede convertirse en el citoplasma en piruvato
    por la enzima malica (el piruvato puede volver a
    entrar a la mitocondria)
La deshidrogenasa de α –cetoglutarato:

   Es regulada de manera estricta debido a la
    importancia del α-cetoglutarato en numerosos
    procesos metabólicos. Por ejemplo metabolismo de
    los A.A
   Al aumento del suministro celular de NADH la
    enzima se inhibe
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Ciclo del acido citrico

  • 1. Ciclo de Krebs. (Ciclo del Ácido Cítrico) Grupo A: Evangelina Gonzáles, Maria José Gonzaéles, Lucía Gamboa, Angéilca Bautista.
  • 2. Introducción  El ciclo del ácido cítrico es una ruta metabólica en la que los fragmentos de 2 carbonos (aceltil-CoA) que proceden de moléculas orgánicas combustibles, se oxidan para formar CO2 y las coenzimas NAD+ Y FAD se reducen para formar NADH y FADH2.  Que después van a la cadena de transporte de electrones y se transfieren al aceptor que normalmente es O2.  Que después en la fosforilación oxidativa la energía liberada en la CTE se captura en protones para la síntesis de ATP.
  • 3. Inicio  El ciclo del ácido cítrico es una ruta de oxidación común para moléculas ácidos grasos, aminoácidos y carbohidratos, que entran como Acetil-CoA.  Es un proceso aerobio que se da lugar en la Matriz Mitocondrial.  El acetil-CoA es el producto de oxidación del piruvato, por medio de un complejo enzimático llamado piruvato deshidrogenasa; que requiere de las coenzimas NAD+, FAD, TPP y ácido lipoico.
  • 4. Producción Neta  Consta de 2 fases:  1. El acetil-CoA entra el ciclo reaccionando con el oxalacetato, para formar citrato liberando dos moléculas de CO2 (Reacciónn 1-4)  2. Regeneración del oxalacetato para reaccionar de nuevo con el acetil-CoA (Reacción 5-8) 2CO2+3NADH+FADH2+CoASH+GTP+3H+
  • 5. Paso 1: Introducción y perdida de dos átomos de carbono  Paso 1: Sale la CoA y entra solo el grupo acetilo, y se condensa con oxaloactetato para dar citrato, por medio de la enzima citrato sintasa. Oxalacetato Citrato
  • 6. Paso 2: Isomerización del citrato Deshidratación e hidratación del citrato. Del citrato hay un reacomodo de las moléculas, por medio de una salida de H2O y dando una molécula llamada cis- aconitato, que solo es temporal, y se vuelve agregar H2O para dar finalmente isocitrato. Isocitrato Citrato
  • 7. Paso 3: Generación de CO2 por una deshidrogenasa ligada al NAD+  Del isocitrato formado anteriormente se convierte a alfa- cetoglutarato, por medio de un desprendimiento de un CO2, y por la accion de oxido- reduccion de un NAD+, catalizado por la isocitrato deshidrogenasa.
  • 8. Paso 4: Generación del segundo CO2 por un complejo multienzimático.  El alfa- cetoglutarato se convierte a succinil CoA por medio de una descarboxilacion, y una reacción de oxido- reducción de un NAD+.  Además entra a la molécula una CoA-SH.  Todas estas reacciones sonα-cetoglutarato Succinil-CoA catalizadas por el complejo alfa-cetoglutarato des- hidrogenasa
  • 9. Complejo de la enzima α-cetoglutarato deshidrogenasa  Es una enzima oxidoreductasa  Formada por un complejo parecido al de piruvato deshidorgenasa. Forma el complejo Efecto Coenzima α-cetoglutarato Elimina hidrógenos en (TPP) deshidrogenasa el α-cetoglutarato Dihidrolipoil Transfiere la CoASH al CoASH, transuccinilasa succinal Dihidrolipoil Oxida a la enzima NAD y FAD deshidrogenasa transuccinilasa
  • 10. Paso 5: Ruptura del succinil-CoA con fosforilación a nivel sustrato.  La enzima succinato tioquinasa es una ligasa que convierte el succinil-CoA en succinato.  Su producto será GTP y la CoASH.  Será una ruptura del enlace tioéster.
  • 11. Paso 6: La molécula de 4 carbonos succinato se oxida para formar fumarato y FADH.  La enzima succionato deshidrogenasa que es una oxidoreductasa convierte el succinato a fumarato.  Este es un punto de regulación.  Liberará una molécula de FADH2  Esta enzima se encuentra unida a la membrana mitocondrial interna.
  • 12. Paso 7: Hidratación del fumarato  La enzima fumarasa o fumarato deshidrogenasa que es ena liasa, hidratará la molécula de fumarato para convertirlo en malato.
  • 13. Paso 8: El malato se oxida para formar un oxalacetato y un tercer NADH  La enzima malato deshidrogenasa del tipo oxidoreductasa oxidará al malato para convertirlo en oxalacetato, que este al unirse con el acetil-CoA comenzará de nuevo el ciclo de Krebs.  Se liberará también en esta reacción un tercer NADH.
  • 14. Destinos de los precursores  El Ciclo de Krebs es una ruta anfibólica.  Es catabólica al formar CO2 y la energía conservada en NADH Y FADH2  Es anabólica poque muchos de sus intermediarios son precursores para otras rutas.  Estos precursores son repuestos por reacciones anaplerópticas. Que rellenan el ciclo. Precursor Vía a la que se dirige Oxalacetato Gluneogénesis y síntesis de amino ácidos. α-cetoglutarato Síntesis de aminoácidos Succinil-CoA Síntesis de porfinas Acetil-CoA Síntesis de ácidos grasos y colesterol
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  • 16.
  • 17. Regulación del ciclo del acido cítrico
  • 18. El ciclo del acido cítrico es regulado por precisión (de manera estrecha) para que se satisfagan de manera constante los requerimientos energéticos y de biosíntesis de la célula.  La regulación se consigue principalmente por la modulación de enzimas clave y la disponibilidad de determinados sustratos.  Como ya se comento, el ciclo depende de un aporte continuo de NAD,FAD Y ADP (es decir productores de energia).
  • 19. La regulación se hace por medio de 3 enzimas:  La citratosintasa  La isocitrato deshidrogenasa  La α –cetoglutarato deshidrogenasa  Estas tres enzimas operan lejos del equilibrio y también catalizan reacciones que representan importantes puntos metabólicos.
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  • 21. Citrato Sintasa  Es la primera enzima del ciclo  Cataliza la formación del citrato a parir del acetil-coA y oxalacetato dado que la concentración de acetil- coA y oxalacetato son bajas en la mitocondria con relación a la cantidad de la enzima  cualquier aumento de la disponibilidad del sustrato estimula la síntesis de citrato  Concentraciones elevadas de succinil Coa y de citrato inhibiendo la citratosintasa actuando como inhibidores alostericos  Es inhibida por : citratio ,NADH, ATP Y SUCCINIL COA
  • 22. La isocitrato deshidrogenasa  Cataliza la segunda reacción del ciclo regulada en un extremo.  Es inhibida por : NADH y ATP  Es activada por: NAD+ y ADP  Esta muy regulada debido a su importante papel del metabolismo del citrato.  La conversación de citrato a isocitrato es reversible
  • 23. Metabolismo del citrato  El trasporte del citrato saca de la mitocondria al acetil CoAndebido a que este no puede atravesar la membrana mitocondrial interna ya que esto este esta en el citoplasma el citrato se fracciona por la citratoliasa y el acetil CoA que se forma es utilizado en varios procesos de biosíntesis(como la síntesis de ácidos grasos).  el oxalacetato se utiliza en reacciones de biosíntesis o puede convertisrse en malato
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  • 25. Malato   Puede volver a entrar a la mitocondria y convertirse otras ves en oxalacetato (es por lo que decimos que esta enzima es reversible).  O puede convertirse en el citoplasma en piruvato por la enzima malica (el piruvato puede volver a entrar a la mitocondria)
  • 26. La deshidrogenasa de α –cetoglutarato:  Es regulada de manera estricta debido a la importancia del α-cetoglutarato en numerosos procesos metabólicos. Por ejemplo metabolismo de los A.A  Al aumento del suministro celular de NADH la enzima se inhibe  Activada por: NAD+ y AMP(es un indicador critico de baja carga energética)