Embed Size (px)
Citation preview
IQ LAURA SOFIA RAMIREZ WILCHES
Es el proceso fisiológico por el cual los
organismos vivos toman oxígeno del
medio circundante y desprenden dióxido
de carbono
Es el conjunto de reacciones bioquímicas que
ocurre en la mayoría de las células, en las que
el piruvato producido por la glucólisis se oxida
a Dioxido de carbono (CO2) y agua (H2O). En
ATP.
Su fórmula general es:
C6H12O6 + 6O2 6H2O + 6CO2
1. El carbono de los combustibles metabólicos
se incorpora al AcetilCoA
2. El ciclo del ácido cítrico oxida el Acetil-CoA
produciendo CO2, transportadores
electrónicos reducidos (NADPH) y ATP
3. Los transportadores electrónicos se
reoxidan sintetizando ATP, aportando
energía para la síntesis de mas ATP.
La Coenzima A
activa y transfiere
grupos Acilo
Los sustratos
donan electrones
que son aceptados
por el Oxigeno (se
reduce)
Transporte
electrónico y
fosforilación
oxidativa
El ciclo comprende 8 reacciones, que
comienzan con el oxalacetao y AcetilCoA
(proveniente de la oxidación del piruvato)
Los carbonos del grupo acilo del AcetilCoA
son transferidos al oxalacetato (ácido
dicarboxilico de 4 carbonos) para producir
citrato (ácido tricarboxilico de 6 carbonos)
El oxalacetato es el catalizador del Acetil
CoA a CO2
Hay 4 reacciones de deshidrogenación que
producen 8 equivalentes reductores, que
posteriormente se fosforilarán para formar
ATP
La oxidación cíclica de los combustibles orgánicos fue propuesta por Hans Krebs en 1937
Krebs postuló que los hidratos de carbono entran en el ciclo a través del piruvato, que reacciona con el oxalacetato para dar citrato y CO2.
El reconocimiento de estos intermediarios activados del ciclo debía esperar al descubrimiento de la coenzima A por Fritz Lipmann en 1947.
También es conocido como ciclo del ácido Tricarboxílico (TCA), porque se identifico partir de los ácidos carboxílicos que actúan como intermediarios. (citrato, succinato, fumarato, malato y acetato)
Esta es la entrada principal del Carbono en el
ciclo del ácido cítrico
La oxidación del piruvato a acetil-CoA es una
reacción prácticamente irreversible en la que
intervienen tres enzimas y cinco coenzimas.
catalizada por el complejo piruvato
deshidrogenasa (complejo PDH:E1,E2,E3)
Para estabilizar el intermediario carbanión se
usa pirofosfato de tiamina (TPP) que forma
un ducto covalente con el sustrato y
proporciona la deslocalización electrónica.
Enzimas que participan en la oxidación:
piruvato deshidrogenesa (E1)
dihidrolipoamida transacetilasa (E2)
dihidrolipoamida deshidrogenesa (E3)
Se necesitan 5 coenzimas que interactuan con
el complejo PDH
La coenzima procede metabólicamente del ATP, la
vitamina ácido pantoténico y la β -
mercaptoetilamina
El dinucleótido de flavina y adenina, o FAD, es una
de las dos coenzimas derivadas de la vitamina B2 o
riboflavina
Reacción 1: el piruvato reacciona con el carbanión TPP de E1 para formar un producto de adición que se descarboxila, dando hidroxietil-TPP.
Reacción 2: el grupo hidroxietilo se transfiere por E2 a un brazo oscilante de lipoamida en E2, lo que da lugar a la oxidación del fragmento de 2 carbonos a un grupo acetilo, con la reducción simultánea del disulfuro de lipoamida a dihidrolipoamida.
Reacción 3: el grupo acetilo se transfiere a la CoA-SH, produciendo acetil-C oA y dihidrolipoamida.
Reacción 4: E3 reoxida el brazo de oscilación de la lipoamida reducida mediante la transferencia de dos electrones a un enlace disulfuro de Cys-Cys de E3.
Reacción 5: E3 cataliza la transferencia de los electrones desde los grupos sulfhidrilo de Cys al NAD+, regenerando la forma oxidada de E3 y liberando NADH reducido. En este paso se utiliza FAD unido fuertemente como transportador intermediario de electrones.
Paso 1: introducción de dos átomos de carbono en forma de
acetil-CoA
Paso 2: isomerización del citrato
Paso 3: generación de CO2 por una deshidrogenasa ligada al
NAD+
Paso 4: generación de un segundo CO2
por una descarboxilación oxidativa
Paso 5: Una fosforilación a nivel de sustrato
Paso 6: deshidrogenación dependiente de flavina
Paso 7: hidratación de un doble enlace carbono-carbono
Paso 8: Una deshidrogenación que regenera el oxalacetato
La reacción inicial, catalizada por la citrato sintasa, es semejante a una condensación aldólica.
la porción acetilo se activa por la eliminación de un protón a ácido del carbono metílico y la donación de un protón al oxígeno carbonílico, para dar la forma enol (o enolato).
El citrato se convierte en isocitrato, (un alcohol secundario quiral) que puede oxidarse más fácilmente.
Esta reacción de isomerización es catalizada por la aconitasa
Es una deshidratación e hidratación sucesiva, a través del cis-aconitato como intermediario deshidratado, que se mantiene unido a la enzima.
Es una descarboxilación oxidativa catalizada
por la isocitrato deshidrogenasa.
El isocitrato se oxida a una cetona
(oxalsuccinato) se descarboxila para dar a-
cetoglutarato
Es una reacción de varios pasos similar a la reacción de la piruvato deshidrogenasa
Un sustrato a-cetoácido sufre descarboxilación oxidativa, con formación simultánea de un tioéster acil-CoA.
Es catalizada por el complejo a-cetoglutarato deshidrogenasa (similar al complejo PHD, con tres enzimas análogas y las mismas cinco coenzimas: TPP, ácido lipoico, CoA-SH, FAD y NAD+)
Esta reacción es catalizada por la succinil-CoA sintetasa (similar a la fosforilación en la glucolisis)
el nucleótido producto de energía elevada no es siempre el ATP, sino que en algunos tejidos es el GTP.
el cerebro, el corazón y el músculo esquelético contienen la enzima ligada al ATP, mientras que en el riñón y el predomina la succinil-CoA sintetasa ligada al GTP.
Es la primera de las tres reacciones para
convertir el succinatto a oxalacetato.
Es catalizada por la succinato deshidrogenasa
Es la deshidrogenación dependiente del FAD
de dos carbonos saturados a un doble enlace.
Ocurre la hidratación trans estereoespecífica
del doble enlace carbono-carbono
Catalizada por la fumarato hidratasa
(fumarasa)
el ciclo se completa con la deshidrogenación,
dependiente de NAD+, del COO" COO malato
a oxalacetato
Es catalizada por la malato deshidrogenasa
Las células vegetales, junto con algunos microorganismos, pueden realizar la síntesis neta de hidratos de carbono a partir de las grasas.
Esta conversión es esencial para el desarrollo de las semillas, en las que gran parte de la energía se almacena en forma de triacilgliceroles
Cuando las semillas germinan, el triacilglicerol se degrada y se convierte en azúcares, que aportan la energía y las materias primas necesarias para el crecimiento de la planta.
Las plantas sintetizan los azúcares m ediante el empleo del ciclo del glioxilato, que puede considerarse una variante anabólica del ciclo del ácido cítrico.
Determinados microorganismos con un ciclo del ácido cítrico modificado descarboxilan el a-cetoglutarato para generar succinato semialdehído:
a. A continuación el semialdehído succinato se convierte en succinato, que luego se metaboliza mediante las enzimas del ciclo del ácido cítrico habitual. ¿Qué clase de reacción es necesaria para convertir el semialdehído succinato en succinato? Muestre alguna coenzima que podría participar.
b. Con base a su respuesta de la parte (a), ¿cómo se compara esta ruta con el ciclo del ácido cítrico habitual en cuanto al rendimiento energético?
