El Ciclo de Krebs tiene como objetivos principales oxidar acetil-CoA para generar equivalentes de reducción como NADH y FADH2, y suministrar intermediarios para la síntesis de otros compuestos. Consiste en una serie de ocho reacciones enzimáticas que comienza con la condensación del acetil-CoA y el oxalacetato para formar citrato, y termina regenerando el oxalacetato a través de una serie de pasos de oxidación y descarboxilación que generan moléculas de CO2, NADH, FAD

2. Objetivos del Ciclo de Krebs
Los objetivos del Ciclo de Krebs
son:
• Oxidar acetil~CoA a CO2
• Generar equivalentes de
reducción (NADH y FADH2).
• Suministrar intermediarios
para la síntesis de otros
compuestos (Aminoácidos,
Ácidos grasos, Colesterol,
Gluconeogénesis,
Porfirinas).
• Vincular derivados de
aminoácidos al proceso
terminal de oxidación.

3. Coenzima A (CoA)
La coenzima A, cuya función es activar ácidos grasos y transportar grupos acilo esta compuesta por:
• Adenosina
• Acido pantoténico
• Cisteína
C C H 2
H 2 C N H
C C H
C
C
H 2
C H 3
H 3 C
O HO
O O
H 2
C
C H
O
C H
O H
C H
O
N
H C
N
C
C
N H 2
N
C
HN
C
C H
C
H 2
C
O H
O
S H
P O
O H
H O
PO
O
O H
P
O
O H
O
H N

4. Origen del Acetil~CoA
• Por descarboxilación
del piruvato.
• Por b oxidación de
los ácidos grasos.
• A partir de
aminoácidos
cetogénicos CH3C
O
CoA

5. Fases del Ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs, como todo proceso cíclico, se inicia con la condensación de
un aceptor y el abastecedor del ciclo, seguida por una serie de reacciones
para eliminar el abastecedor y otras que regeneran el aceptor.

6. Condensación
Reacciones generales del Ciclo de
Krebs
Oxidación
Descarboxilante I
Oxidación No
Descarboxilante
6
C
4
C
4
C

7. CONDENSACIÓN
• La reacción inicial del Ciclo de
Krebs es la condensación del
oxalacético (aceptor de 4
carbonos) con el abastecedor,
Acetil Coenzima A (2 carbonos)
para formar un ácido
tricarboxílico de 6 carbonos,
ácido cítrico.
• La enzima que cataliza la
reacción es la acetil-CoA :
oxaloacetato C-acetiltransferasa,
usualmente conocida como
citrato sintasa o enzima
condensadora del citrato.
C
H2
C
C
O
C
O
OH
O
HO
CH3C
O
S-CoA-
C
C H 2CH O
C
C H 2
C
O
O H
O O H
O
H O
Acetil-CoA
Oxalacético
Cítrico
Coenzima A

8. Preparación para la primera
descarboxilación
• La posición del grupo OH en
el ácido cítrico no permite la
oxidación sin riesgo de
romper el enlace formado
en la condensación, por tal
razón mes necesario
cambiar la posición del OH y
transformar el cítrico en
isocítrico.
• La enzima encargada de
esta reacción es la citrato
(isocitrato) hidro-liasa EC
4.2.1.3, comúnmente
conocida como aconitasa
C
CH2CHO
C
CH2
C
O
OH
O OH
O
HO
C CH
OH
CH
C
CH2
C
O
HO
O
OH
O
HO
Isocítrico
Cítrico

9. Primera descarboxilación
• El ácido isocítrico es
oxidado por NAD+, con
eliminación de un átomo
de carbono en forma de
CO2.
• La reacción es catalizada
por la enzima isocitrato :
NAD+ oxidoreductasa
(decarboxilanate),
comúnmente conocida
como isocítrico
ceshidrogenasa
C CH
OH
CH
C
CH2
C
O
HO
O
OH
O
HO
Isocítrico
C
C
C
H2
H2
C
C
O
OH
O
HO
O
a-cetoglutárico
NAD+
NADH + H+
CO2

10. Segunda descarboxilación
• El a- cetoglutárico es oxidado por
NAD+, con eliminación de un átomo
de carbono en forma de CO2. La
oxidación genera suficiente energía
para la formación de un tioéster
entre el producto de oxidación y la
coenzima A .
• La reacción es catalizada por el
complejo enzimático 2-oxoglutarato
deshidrogenasa (transferente de
succinato). Consiste de tres enzimas:
E1 (alfa-cetoglutarato
deshidrogenasa, EC 1.2.4.2), E2
(dihidrolipoil transsuccinilasa, EC
2.3.1.61) y E3 (dihidrolipoil
deshidrogenasa, EC 1.8.1.4)
C
C
C
H2
H2
C
C
O
OH
O
HO
O
a-cetoglutárico
NAD+
NADH + H+
CO2
CoASH
C
C
H2
H2
C
C
O
S-CoA
O
HO
Succinil-CoA

11. Formación de GTP
• La única fosforilación a
nivel de sustrato en el
Ciclo de Krebs, ocurre a
expensas de la hidrólisis
del tioéster de el succinil
CoA. El nucleótido tri
fosfato formado es GTP
• La reacción es catalizada
por la enzima succinato -
CoA ligasa (EC 6.2.1.4),
conocida también como
succinato quinasa
GDP + P
GTP
CoASH
C
C
H2
H2
C
C
O
S-CoA
O
HO
Succinil-CoA
C
C
H2
H2
C
C
O
OH
O
HO
Succinico

12. Recuperación del aceptor 1
• La recuperación del aceptor se
realiza de acuerdo con el modelo
general de oxidación, por lo tanto
el primer paso es la formación de
un doble enlace en una oxidación
dependiente del FAD. El producto
formado es el ácido fumárico
• La reacción es catalizada por la
succinato : ubiquinona
oxidoreductasa (EC 1.3.5.1) una
flavoproteina (FAD), que contiene
centros de azufre y hierro. Se
conoce tambien con el nombre
de scuccinico deshidrogenasa.
Ubiquinona
FAD
Ubiquinol
FADH2
C
C
H2
H2
C
C
O
OH
O
HO
Succinico
C
C
H
H
C
C
O
O H
O
H O
Fumárico

13. Recuperación del aceptor 2
• En el segundo paso se
hidrata el fumárico para
dar ácido málico.
• La reacción es
catalizada por la malato
hidroliasa (formadora
de fumarato)
EC 4.2.1.2 , también
conocida
como fumarato
hidratasa
H2OC
C
H
H
C
C
O
O H
O
H O
Málico
C
CH
OH
H2
C
C
O
HO
O
OH

14. Recuperación del aceptor 3
• La recuperación del
aceptor termina
mediante la oxidación del
ácido málico a
oxalacético, en una
reacción dependiente de
NAD+.
• La reacción es catalizada
por la malato : NAD+
oxidorreductasa (EC
1.1.1.37), también
conocida como malato
deshidrogenasa.
Málico
C
CH
OH
H2
C
C
O
HO
O
OH
NAD+
NADH + H+C
H2
C
C
O
C
O
OH
O
HO
Oxalacético

15. Resumen del Ciclo de Krebs
Cítrico 6C
Acetil CoA 2C
Isocítrico 6C
a-cetoglutárico 5C
Succinil CoA 4C
Succínico 4C
Fumárico 4C
Málico 4C
Oxalacético 4C
Ubiquinona FAD
NADH + H+
NADH + H+
NAD+
NAD+
Ubiquinol FADH2
H2O
NADH + H+
NAD+
CO2
CO2
GDP + P
GTP
CoA-SH
CoA-SH

16. Integración con otros procesos
Cítrico 6C
Acetil CoA 2C
Isocítrico 6C
a-cetoglutárico 5C
Succinil CoA 4C
Succínico 4C
Fumárico 4C
Málico 4C
Oxalacético 4C
CoA-SH
Glicólisis
b oxidación
Gluconeogénesi s
Colesterol
Ácidos grasos
Oxidación y síntesis de
aminoácidos
Oxidación y síntesis de
aminoácidosOxidación de
aminoácidos
Porfirinas
Ácidos grasos de cadena impar
Oxidación de
aminoácidos
NADH
FADH2
Fosforilación oxidativa
Cuerpos
cetónicos

17. Localización del Ciclo de Krebs y la
Fosforilación Oxidativa
I III IV
IIIIIV
II
Q
Ciclo
de
Krebs
NADHNAD+ + H+
c
O2
H2O
Succinato
Fumarato
O2
H2O
ADP + P
ATP
ATP sintasa
H+
H+ H+
H+
H+ H+
Membrana interna
Membrana interna
Espacio intermembranal
MATRIZ MITOCONDRIAL
Espacio intermembranal
c
Q
Citocromo c
Ubiquinona
Complejo I
Complejo II
Complejo III
Complejo IV

18. Complejo I
• Es conocido como NADH : Ubiquinona – reductasa.
• Esta compuesto por 16 o más cadenas polipeptídicas.
• Tiene FMN como grupo prostético.
• Presenta de 5 a 8 centros ferrosulfurados (Fe – S).
• Es el complejo más grande de la cadena respiratoria.-
Puede ser inhibido por:- Amital (barbitúrico), Rotenona
( producto vegetal tóxico.)
• La Ubiquinona puede estar insertada en el complejo,o estar li
bre

19. Complejo II
• Recibe el nombre de Succinato : UQ – reductasa.
• Es la única enzima del ciclo de Krebs unida a la membrana mitocondrial
interna.
• Consta de
• 4 cadenas polipeptídicas.
• 1 citocromo.-
• Una molécula de FAD como grupo prostético.
• 2 a 3 centros Fe – S
Succinato Fumarato + 2H+
FAD FADH2
Q
QH2
2H+
Hemo

20. Complejo III
• Se conoce como Ubiquinona : citocromo c reductasa.
• Contiene 2 tipos distintos de citocromo b.
• Su función es transferir los equivalentes de reducción desde la
Ubiquinoina hasta el citocromo c.
• El complejo es inhibido por la antimicina
Q
QH2
Q
Q
cox
cred
1 e-
QH2 Q
cox
cred
2H+
QH2
Q-
1 e-
2H+
2H+

21. Complejo IV
• Se conoce como citocromo c oxidasa.
Recibe los electrones del citocromo c.
• El citocromo c oxidasa almacena los electrones para
cederlos después al oxigeno.
• El complejo IV puede ser inhibido por:
• Cianuro (CN-)
• SH2
• CO
• Azida (N3-)
cred
cox
Cu
Cu
Fe
Fe
4
4
4 e-
4 H+ + O2
2 H2O
4 H+
4 H+

22. Ubiquinona
• Su función es recoger electrones de los complejos I y II
• Es liposoluble, por lo que puede desplazarse por el interior de las
dobles membranas lipídicas, para llegar al complejo III.-
Puede ser reversiblemente reducida o pasar por estados de semi
reducción:
• UQ (Ubiquinona)
• UQH (Semiquinona)
• UQH2 (Ubiquinol).
• Se puede encontrar libre o asociada a proteínas.-
• Tiene una cadena lateral isoprenoide:
• n= 6-8 en microrganismos .
• n=10 (Q10) en mamíferos
C C
C
CC
C
O
O
CH3
CH2
HC C
H2C H
H3C
H3C
O
O
CH3
6-10

23. Citocromos
• Son componentes de la cadena respiratoria.-
• b
• c
• C1 presenta movilidad a través de la membrana llevando electrones del
complejo III al complejo IV
• a
• a3
• Son proteínas transportadoras de electrones
• Contienen un grupo hemo que puede estar oxidado o reducido.
• No pueden ser oxidadas por el oxigeno molecular, excepto el citocromo a3. Es
el único que puede ceder electrones al oxigeno.
• Los citocromos actúan en forma secuencial

24. Flujo de electrones en la Cadena
Respiratoria
FeS
b
FeS
CoQHCoQ
FeSb
C
C1
a3
NADH
NAD+
½ O2+ 2 H+
H2O
H+
H+
H+
H+

25. Integración en el Ciclo de Krebs
Monosacáridos Aminoácidos Ácidos grasos
Glicerol
Aminoácidos

26. Potenciales redox
Reacción o'(V)
O2 + 2H
+
+ 2 e
-
 H2O 0.816
Fe
3+
+ e
-
 Fe
2+
0.771
Fotosistema P700 0.430
NO3
-
+2 H+
+2 e -
 NO2
-
+H2O 0.421
Citocromo f ( Fe3+
)+ e -
 citocromo f (Fe2+
) 0.365
Citocromo a 3 ( Fe3+
)+ e -
 citocromo a 3 (Fe2+
) 0.350
Citocromo a (Fe3+
)+ e -
 citohromo a (Fe2+
) 0.290
Citocromo c ( Fe3+
)+ e -
 citocromo c (Fe2+
) 0.254
Citocromo c 1 ( Fe3+
)+ e -
 citocromo c 1 (Fe2+
) 0.220
UQH + H+
+ e -
 UQH2 (UQ=coenzima Q) 0.190
UQ + 2 H+
+ 2 e -
 UQH2 0.060
Citocromo bH(Fe3+
) + e -
 citocromo bH(Fe2+
) 0.050
Fumarato + 2 H
+
+ 2 e
-
 succinato 0.031
UQ + H
+
+ e
-
 UQH 0.030
Citocromo b 5 ( Fe
3+
)+ e
-
 citohromo b 5 (Fe
2+
) 0.020
FAD+2 H
+
+2 e
-
FADH2 0.003-0.091
Citocromo b L ( Fe
3+
)+ e
-
 citocromo b L (Fe
2+
) -0.100
Oxaloacetato + 2 H+
+ 2 e -
 malato -0.166
Piruvato + 2 H+
+ 2 e -
 lactato -0.185
Acetaldehído+ 2 H+
+ 2 e -
 etanol -0.197
FMN + 2 H+
+ 2 e -
 FMNH2 -0.219
FAD + 2 H+
+ 2 e -
 FADH2 -0.219
Glutatión (oxidado) + 2 H+
+ 2 e -
 2 glutatón (reducido) -0.230
Acido lipoico + 2 H+
+ 2 e -
 acido dihidrolipoico -0.290
1 ,3-Bisfosfoglicerato + 2 H+
+ 2 e -
 gliceraldehído-3-fosfato+Pi -0.290
NAD+
+ 2 H+
+ 2 e -
 NADH + H+
-0.320
NADP
+
+ 2 H
+
+ 2 e
-
 NADPH + H
+
-0.320
Lipoil dehydrogenasa [FAD ] +2 H
+
+2 e
-
 lipoil dehidrogenasa [FADH2] -0.340
a-cetoglutarato + CO2 + 2 H
+
+ 2 e
-
 isocitrato -0.3802
H
+
+ 2 e
-
 H2 -0.421
Succinato + CO2 + 2 H
+
+ 2 e
-
 a-cetoglutarato + H2O -0.670

27. Potenciales de reducción en la adena
respiratoria

28. Enzimas respiratorias y pares
redox en eucariontes
Enzima respiratoria Par redox E (Voltios)
NADH deshidrogenasa NAD+ / NADH −0,32
Succinato deshidrogenasa FMN o FAD / FMNH2 o FADH2 −0,20
Complejo del citocromo bc1 Coenzima Q10 ox / Coenzima Q10 red +0,06
Complejo del citocromo bc1 Citocromo b ox / Citocromo b red +0,12
Complejo IV Citocromo c ox / Citocromo c red +0,22
Complejo IV Citocromo a red / Citocromo a red +0,29
Complejo IV O2 / HO- +0,82
Condiciones: pH = 7
.

29. Formación de ATP
• El proceso de fosforilación del
ADP para formar ATP se realiza a
expensas de la llamada fuerza
protomotriz que es generado por
un gradiente de protones a través
de la membrana interna de la
mitocondria.
• Los complejos de la cadena
respiratoria bombean protones
de la matriz mitocondrial al
espacio inter membrana.
• Los protones regresan a la matriz
gracias a la ATP sintasa, enzima
que aprovecha la fuerza
protomotriz para formar el ATP.

30. Esquema generaldelmetaboloismo