Ciclo De Krebs

INTRODUCCIÓN

El ciclo de Krebs (también llamado ciclo del ácido cítrico o ciclo de los ácidos tricarboxílicos) es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas. En células eucariotas se realiza en la mitocondria. En las procariotas, el ciclo de Krebs se realiza en el citoplasma, específicamente en el citosol.

En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2, liberando energía en forma utilizable (poder reductor y GTP).

El metabolismo oxidativo de glúcidos, grasas y proteínas frecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales, el ciclo de Krebs supone la segunda. En la primera etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a moléculas de acetil-CoA de dos carbonos, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos (p. ej. desaminación oxidativa), la beta oxidación de ácidos grasos y la glucólisis. La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH2) generado se emplea para la síntesis de ATP según la teoría del acoplamiento quimiosmótico.

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.

El Ciclo de Krebs fue descubierto el por el alemán Hans Adolf Krebs, quien obtuvo el Premio Nóbel.

Hans Adolf Krebs (Hildesheim, Alemania, 25 de agosto de 1900 - Oxford, Inglaterra, 22 de noviembre de 1981) fue un bioquímico alemán, ganador del Premio Nóbel de Fisiología o Medicina en el año 1953.

Cursó estudios de Medicina, Biología y Química en la universidad de Cotinga.

CICLO DE KREBS

Funciones del Ciclo de Krebs

• Produce la mayor parte del co2 metabolico

• Es la principal fuente de coenzimas reducidas (nadh+h, y fadh2) que posteriormente se oxidan en la cadena respiratoria para producir atp.

• Es la via común para la degradación metabólica de carbohidratos, lipidos y proteínas.

• Proporciona precursores para la sintesis de carbohidratos, lipidos y proteinas.

• Es una rotonda de tráfico metabólico (cho a grasas, aminoacidos a carbohidratos)

• ruta prohibida: grasas a carbohidratos

• Representa la oxidación metabólica del acetato: (como acetil-coa)

Etapas del Ciclo de Krebs

Reacción 1: Citrato sintasa (De oxalacetato a citrato)

Esta reacción está catalizada por la enzima "Citrato sintasa" y es una reacción de adición de un grupo acetilo, a una molécula de cuatro átomos de carbono denominada "oxalacetato". El grupo acetilo es transportado, por la coenzima A, una coenzima especializada en el transporte de estos grupos de dos átomos de carbono provenientes tanto de la glucólisis como de la b-oxidación de ácidos grasos.

• Tipo de reacción Síntesis: Adición Acetilación o Acilación

• Representación:

• Enzima: Citrato Sintasa: esta enzima trabaja con una coenzima denominada Coenzima A (CoA)

• sustrato: Oxalacetato (o ácido oxálico)

• Producto: Citrato (o ácido cítrico)

• ðG° = -32.2 Kcal/mol

• Reacción 2: Atonitasa (De citrato a isocitrato)

En este paso, el ácido cítrico experimenta un reordenamiento, transposición del grupo hidroxilo de la posición 3 a la posición 2 formando el ácido isocítrico, su isómero. En el proceso se efectúa una deshidratación y se forma un producto intermedio denominado "cis-aconitato"; luego éste se rehidrata y el resultado final es la transposición del grupo hidróxilo (-OH) de la molécula. El proceso se cataliza por acción de la enzima aconitasa.

Tipo de reacción: Isomerización, Mecanismo de Hidratación, deshidratación

Representación:

• Enzima: Aconitasa: esta enzima es una hidratasa.

• Sustrato: Citrato (o ácido cítrico)

• Producto: Isociitrato (o ácido isocítrico)

• ðG° = +6.3 kcal/mol

• Reacción 3: Isocitrato deshidrogenasa (De isocitrato a oxoglutarato)

El grupo hidroxilo del isocitrato es oxidado hasta grupo carbonilo, con la correspondiente perdida de dos átomos de hidrógeno y un par de electrones; par que es "recibido" y transportado por la coenzima NAD+, por medio de la acción de la enzima "isocitrato deshidrogenasa".En consecuencia se debilita el enlace con el grupo carbonilo central y la molécula, pierde este grupo en forma de CO2. El producto obtenido es el a-cetoglutarato, también llamado "oxalosuccinato" que es una molécula con cinco (5) átomos de carbono.

• Tipo de reacción: Oxidación: Deshidrogenación y Descarboxilación

• Representación:

• Enzima: Isocitrato deshidrogenasa: esta enzima trabaja con NAD+ como coenzima

• Sustrato: Isocitrato (o ácido isocítrico)

• Producto: ð-Cetoglutarato (o ácido ð-Cetoglutárico)

• ðG° = -20.9 kcal/mol

• Reacción 4: α-cetoglutarato deshidrogenasa (Deoxoglutarato a Succinil-CoA)

El ð- cetoglutarato es oxidado nuevamente por medio de un complejo multienzimático denominado " ð- cetoglutarato deshidrogenasa". El mecanismo de esta reacción (y el tipo de enzimas que participan en éste), es el mismo presentado en la etapa de formación del "Acetil-CoA" a partir del Piruvato en la etapa de transición de la Glucólisis al Ciclo de Krebs. Durante este proceso la molécula de ð-cetoglutarato pierde un átomo de carbono (liberado como CO2), quedando una porción de molécula de cuatro átomos de carbono que es "transportada por la Coenzima A ( en forma de "Succinil CoA), hacia la siguiente reacción. Este paso oxidativo también genera una molécula de NADH y un H+.

• Tipo de reacción: Oxidación y síntesis: Deshidrogenación, Descarboxilación y síntesis

• Representación:

• Enzima: Complejo ð-cetoglutarato deshidrogenasa: esta enzima trabaja con NAD+ como coenzima

• Sustrato: ð-Cetoglutarato (o ácido ð-Cetoglutárico)

• Producto: Succinil Coenzima A

• ðG° = -33.5 kcal/mol

• Reacción 5: Succinil-CoA sintetasa (De Succinil-CoA a succinato)

El Succinil CoA se hidroliza mediante la acción de la enzima "succinil CoA sintetasa", liberando la coenzima A y el residuo de cuatro átomos de carbono que se convierte en la molécula de ácido succinico o "succinato". Esta

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