CICLO DE KREBS

Reacciones del ciclo de Krebs

El ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz mitocondrial en la célula eucariota

Ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial.

El acetil-CoA (Acetil Coenzima A) es el principal precursor del ciclo. El ácido cítrico (6 carbonos) o citrato se se obtiene en cada ciclo por condensación de un acetil-CoA (2 carbonos) con una molécula de oxaloacetato (4 carbonos). El citrato produce en cada ciclo una molécula de oxaloacetato y dos CO2, por lo que el balance neto del ciclo es:

Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O → CoA-SH + 3 (NADH + H+) + FADH2+ GTP + 2 CO2

Los dos carbonos del Acetil-CoA son oxidados a CO2, y la energía que estaba acumulada es liberada en forma de energía química: GTP y poder reductor (electrones de alto potencial): NADH y FADH2. NADH y FADH2 son coenzimas (moléculas que se unen a enzimas) capaces de acumular la energía en forma de poder reductor para su conversión en energía química en la fosforilación oxidativa.

El FADH2 de la succinato deshidrogenasa, al no poder desprenderse de la enzima, debe oxidarse nuevamente in situ. El FADH2 cede sus dos hidrógenos a la ubiquinona (coenzima Q), que se reduce a ubiquinol (QH2) y abandona la enzima.

Las reacciones son:

Molécula Enzima

Tipo de reacción Reactivos/

Coenzimas

Productos/

Coenzima

I. Citrato

1. Aconitasa

Deshidratación

H2O

II. cis-AconitatoNota 1

2. Aconitasa Hidratación

H2O

III. Isocitrato

3. Isocitrato deshidrogenasa

Oxidación

NAD+

NADH + H+

IV. Oxalosuccinato

4. Isocitrato deshidrogenasa

Descarboxilación

V. α-cetoglutarato

5. α-cetoglutarato

deshidrogenasa

Descarboxilación oxidativa NAD+ +

CoA-SH

NADH + H+

+ CO2

VI. Succinil-CoA

6. Succinil CoA sintetasa

Hidrólisis

GDP

+ Pi

GTP +

CoA-SH

VII. Succinato

7. Succinato deshidrogenasa

Oxidación FAD

FADH2

VIII. Fumarato

8. Fumarato Hidratasa

Adición (H2O)

H2O

IX. L-Malato

9. Malato deshidrogenasa

Oxidación NAD+ NADH + H+

X. Oxalacetato

10. Citrato sintasa

Condensación

Visión simplificada y rendimiento del proceso

• El paso final es la oxidación del ciclo de Krebs, produciendo un oxaloacetato y dos CO2.

• El acetil-CoA reacciona con una molécula de oxaloacetato (4 carbonos) para formar citrato (6 carbonos), mediante una reacción de condensación.

• A través de una serie de reacciones, el citrato se convierte de nuevo en oxaloacetato.

• Durante estas reacciones, se substraen 2 átomos de carbono del citrato (6C) para dar oxalacetato (4C); dichos átomos de carbono se liberan en forma de CO2

• El ciclo consume netamente 1 acetil-CoA y produce 2 CO2. También consume 3 NAD+ y 1 FAD, produciendo 3 NADH + 3 H+ y 1 FADH2.

• El rendimiento de un ciclo es (por cada molécula de piruvato): 1 ATP, 3 NADH +3H+, 1 FADH2, 2CO2.

• Cada NADH, cuando se oxide en la cadena respiratoria, originará 2,5 moléculas de ATP (3 x 2,5 = 7,5), mientras que el FADH2 dará lugar a 1,5 ATP. Por tanto, 7,5 + 1,5 + 1 GTP = 10 ATP por cada acetil-CoA que ingresa en el ciclo de Krebs.

• Cada molécula de glucosa produce (vía glucólisis) dos moléculas

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