ciclo de krebs

1. Ciclo delos Ácidos
Tricarboxilicos
Ciclo de Krebs

2. Introducción
• El Ciclo de los Ácidos Tricarboxilicos (ATC) también es conocido como ciclo
de Krebs o ciclo de ácido Cítrico.
• El ciclo de Krebs consta de una serie de reacciones enzimáticas
interconectadas que descomponen la glucosa, ácidos grasos,
proteínas en dióxido de carbono (CO2), liberando electrones y
protones en el proceso.
• Es una vía común del metabolismo de todos los combustibles localizada en
la mitocondria.
• Extrae electrones del Acetil CoA que se obtiene del catabolismo de:
• A) Grasas
• B) Hidratos de Carbono
• C) Proteínas

3. • No emplea O2 en ninguna reacción pero requiere de un metabolismo
oxidativo.
• Es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que
forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas, donde
es liberada energía almacenada a través de la oxidación del acetil CoA en
forma de dióxido de carbono y energía química en forma de ATP.
• Tiene dos funciones:
• A) Producción de Energía
• B) Biosíntesis de moléculas
• 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.

4. Función
• 1) La Acetil CoA se oxida en este ciclo para producir Coenzimas
reducidas en 4 reacciones redox que ocurren en cada vuelta del ciclo,
de las cuales se producen:
• A) 3 Nicotinamida Adenina Dinucleótido (NADH)
• B) 1 Flavina Adenina Dinucleótido (FADH2)
• Estos dinucleótidos aportan energía parala síntesis de ATP por medio
del transporte de electrones.
• C) La GTP (Guanosina Tri fosfato) se produce por la fosforilación a
nivel del sustrato y puede llegar a formar ATP

5. • 4) Casi todo el CO2 es formado por reacciones de descarboxilación por la
deshidrogenasa y enzimas del ciclo de ATC .
• 2) Participa en la síntesis de glucosa a partir de aminoácidos y Lactato
durante la inanición y el ayuno ( Gluconeogénesis).
• 3) Interviene en la conversión de hidratos de carbono en grasa en una
comida rica en carbohidratos
• 4) Es una fuente de aminoácidos no esenciales como aspartato y glutamato
que son sintetizados a partir de intermediarios del ciclo de ATC.
• 5) La succinil CoA ( Intermediario del ciclo de ATC) sirve de precursor de
porfirinas (hemo) en todas las células, principalmente medula ósea e
hígado.

6. Metabolismo
• La Acetil CoA tiene tres precursores metabólicos:
• 1) Carbohidratos: sufren glucólisis para formar Piruvato que es
captado por la mitocondria en donde se descarboxila de forma
oxidativa para formar Acetil CoA por medio del complejo Piruvato
Deshidrogenasa.
• Piruvato Deshidrogenasa
• Carbohidratos  Piruvato  Acetil CoA

7. • 2) Grasas: Los Triglicéridos se convierten en Glicerol y Ácidos Grasoso
libres que son transportados a la mitocondria en donde son oxidados
a Acetil CoA
• Triglicéridos - Glicerol + Ácidos Grasos - Acetil CoA

8. • 3) Proteínas: Liberan aminoácidos los cuales son metabolizados a
Acetil CoA y sus intermediarios.
• Proteínas  a.a - Acetil CoA

9. • El ciclo de los ATC está localizado en la matriz mitocondrial, esto
permite:
Utilización de intermediarios idénticos con propósitos diferentes
dentro y fuera de la mitocondria. Ej:. Acetil CoA dentro de la
mitocondria entra al ciclo de los ATC; fuera en la formación de los
ácidos grados y colesterol.
Los defectos de las enzimas en el ciclo de los ATC son infrecuentes
porque su funcionamiento normal es esencial para mantener la vida (
Cualquier defecto recae en la formación de ATP)

10. Piruvato Carboxilasa
• El piruvato puede ser convertido en 4 metabolitos diferentes:
1) Piruvato - Lactato ( Lactato deshidrogenasa)
2) Piruvato  Alanina (Alanina amino transferasa, ALT)
3) Piruvato  Oxalacetato (Piruvato Carboxilasa)
4) Piruvato  Acetil CoA ( Piruvato Deshidrogenasa).
5) Dependiendo de las circunstancias metabólicas el piruvato puede
ser conducido a la Gluconeogénesis, Biosíntesis de Ácidos grasos,
ciclo de ATC

11. • El complejo Piruvato Carboxilasa emplea CO2, coenzima Biotina, ATP
para impulsar la reacción de carboxilación.
• El complejo tiene una necesidad de la Acetil CoA ya que no funciona
en su ausencia.
• Un aumento mitocondrial de Acetil CoA general mas Oxaloacetato.
• piruvato carboxilasa
• Lipólisis  Aumento Concentración de Acetil CoA  Oxaloacetato

12. Piruvato Deshidrogenasa
• Sirve de puente entre carbohidratos y el ciclo de ATC.
• La piruvato deshidrogenasa en un complejo
multienzimático responsable de la generación de acetil CoA a partir
del ácido pirúvico para el ciclo de Krebs.
El ATP, acetil-CoA y NADH regulan de manera negativa (inhiben) la
piruvato deshidrogenasa, mientras que el ADP y el piruvato la activan.

13. • Este complejo esta regulado por 2 enzimas:
1) Piruvato deshidrogenasa cinasa
2) Piruvato deshidrogenasa fosfatasa
Que actúan a través de una fosforilación/desfosforilación reversible.
• Para su síntesis se requieren de cuatro vitaminas
• 1) Tiamina (B1)
• 2) Acido pantoténico (B5)
• 3) Riboflavina (B2)
• 4) Nicotinamida (B3)

14. • Se precisan cinco coenzimas para la actividad de la piruvato
deshidrogenasa:
• 1) Tiamina pirofosfato
• 2) Lipoamida ( acido lipoico unido a una proteína)
• 3) CoA
• 4) FAD
• 5) NAD +

15. Enzimas y Reacciones en el ciclo de ATC
• El ciclo de los ATC es una secuencia de 8 reacciones para la Oxidación
de la Acetil CoA a CO2 y nucleótidos reducidos.
• 1) Las secuencias comienzan con la condensación de Acetil CoA con
Oxaloacetato para formar citrato
• citrato sintasa
•
• Acetil CoA + Oxaloacetato --- Citrato
• (C2) (C4) (C6)

16. • 2) Aconitasa*
• Citrato --- Isocitrato*
• (C6) (C6)
• * Trabaja del lado del Oxaloacetato
• *Reacción de deshidratación e hidratación

17. • 3) isocitrato deshidrogenasa*
•
• Isocitrato -- Alfa cetoglutarato
• (C6) (C5)
• * Descarboxilación oxidativa en donde NAD se convierte en NADH y
se libera CO2
• Esta enzima se inhibe en el aumento de la concentración de NADH y
ATP y se activa el revés, cuando aumenta el NAD y ADP.
• La inhibición origina acumulación de citrato intramitocondrial que
luego se exporta al citosol para la lipogénesis.

18. • 4) Alfacetoglutarato deshidrogenasa
• Alfacetoglutarato -- succinil CoA
• (C5) (C4)
• En este punto la producción neta de carbono es cero, es decir:
• 2 carbonos fueron introducidos como Acetil CoA
• 2 carbonos fueron liberados como CO2

19. • 5)
• succinil CoA sintetasa
•
• Succinil CoA  Succinato + CoA libre
• La energía libre del enlace tioèster se conserva en la formación de
GTP a partir de GDP y fosfato inorgánico (Pi) en una reacción de
fosforilación.

20. • 6) Succinato deshidrogenasa*
•
• Succinato  Fumarato + FAD FADH
• * Flavoproteína que contiene el grupo protético FAD y se encuentra
en la membrana mitocondrial interna

21. • 7) Fumarasa*
•
• Fumarato -- Malato
• * agrega agua al doble enlace del fumarato para formar alfa
hidroxiácido y L-malato

22. • 8) malato deshidrogenasa
• Malato  Oxaloacetato + NADH
• Es una reacción de oxidación.
• En este punto termina el ciclo de los ATC
• El Oxaloacetato puede reaccionar con otra Acetil CoA y continuar con
otro ciclo

24. Clases de Enzimas del ATC Y formación de
productos
• Enzimas:
• Sintasas/ Sintetasas ( Necesitan ATP): sirven de unión entre dos
moléculas
• Hidratasas: Necesitan H20
• Deshidrogenasas: Eliminan H y forman NADH o FADH2
• Productos:
• NADH + H (CO2) - NADH +H (CO2) - GTP - FADH2 - NADH +H

25. Rendimiento Energético
• Durante el ciclo de los ATC cada molécula de Acetil CoA general 9
moles de ATP mediante fosforilación oxidativa
• 3 NADH - 7.5 ATP (2.5 ATP por cada NADH)
• 1 FADH2 - 1.5 ATP (1.5 ATP por cada FADH)
• Junto con el GTP sintetizado por medio de la succinil CoA sintetasa
cada molécula de Acetil coA se obtienen 10 moléculas de ATP.

26. Reacciones Anapleróticas ( de relleno)
• Aportan intermediarios al ciclo de ATC diferentes a la Acetil CoA para
mantener su actividad
• 1. Piruvato carboxilasa: convierte el piruvato a Oxaloacetato que es
necesario para iniciar el ciclo
• 2. Enzima Málica: en el citoplasma convierte el piruvato a malato que
puede entrar a la mitocondria como sustrato
• 3. El Aspartato: es un precursor del Oxaloacetato por medio de reacciones
de transaminación.
• 4. Glutamato Deshidrogenasa: Convierte el glutamato en alfa ceto
glutarato
• 5. Algunos a.a. glucogénicos pueden servir como fuente de piruvato