Ciclo de Krebs

O Ciclo de Krebs é a via metabólica central do nosso organismo, pois cada composto do ciclo está associado à uma via. Um exemplo disso é que o Acetil-CoA não é proveniente somente da glicose; pode ser produto de reações onde o composto inicial será aminoácidos ou ácidos graxos. O ciclo corresponde a uma série de reações químicas que acontece naturalmente em todas as células do organismo para a produção de energia. É um ciclo anfibólico, ou seja, atua tanto no catabolismo (decomposição oxidativa) quanto no anabolismo (síntese redutora de bioméculas).

É importantíssimo entender que a glicose que ingerimos possuía anteriormente 6 carbonos, e ela está sendo oxidada para a produção de energia. Na glicólise, a glicose foi dividida em 2 partes, ou seja, 2 piruvatos com 3 carbonos cada. Agora no Ciclo de Krebs, haverá dois momentos em que teremos a perca de mais 2 carbonos (etapa 3 e 4 – Descarboxilação oxidativa – que serão descritas abaixo), além do carbono que foi perdido na conversão do Piruvato à Acetil-CoA .Todos esses carbonos sairão na forma de CO₂. Além dos carbonos, a glicose vai perdendo seus hidrogênios e elétrons, e portanto, dizemos que ela vai sendo oxidada gradativamente, e até o final do C.K. ela sofrerá uma oxidação completa.

Embora o ciclo de Krebs tenha um papel central nos mecanismos metabólicos de obtenção de energia, seu papel não está limitado à conservação de energia.

Quatro dos oito passos desse processo são oxidação e a energia nelas liberada é conservadora, possuindo elevada eficiência na formação dos coenzimas reduzidos, que são NADH e FADH₂.

Oito passos, que serão descritos mais aprofundadamente. São eles:

1. Formação do citrato: a primeira reação é a condensação do acetil-CoA juntamente com o oxalacetato, catalizada pela enzima citrato sintase, visando a formação do ácido cítrico.
2. Formação do isocitrato via cis-aconitato: nesta etapa, a enzima aconitase, também conhecida como hidratase, catalisa a formação reversível do citrato em isocitrato, por meio da formação intermediária do cis-aconitato. A aconitase pode promover a adição reversível da água na dupla ligação do cis-aconitato ligado no sítio catalítico da enzima através de dois caminhos distintos, um levando a citrato e outro a isocitrato.
3. Oxidação do isocitrato à α-cetoglutarato e CO₂: nesta etapa a enzima isocitrato desidrogenase catalisa a descarboxilação oxidativa do isocitrato para gerar o α-cetoglutarato. Existem duas formas distintas da desidrogenase isocítrica, uma que emprega o NAD⁺ como recepetor de elétrons e outra que emprega o NADP⁺. A reação global catalizada por ambas as enzimas é igual nos demais aspectos. Nas células de organismos eucariontes, a enzima dependente de NAD está na matriz mitocondrial e atua no ciclo de Krebs. A isoenzima que é dependente de NADP é encontrada tanto na matriz mitocondrial quanto no citosol e sua função mais importante é a geração de NADPH (molécula essencial nas reações anabólicas de redução).
4. Oxidação do α-cetoglutarato a succinil-CoA e CO₂: ocorre nova reação oxidativa, onde o α-cetoglutarato é convertido e succinil-CoA e CO₂ através da ação do complexo da desidrogenase do α-cetoglutarato; o NAD⁺ serve como receptor de elétrons, e o COA, como carreador do grupo succinil. A energia de oxidação do α-cetoglutarato é conservada pela formação de uma ligação tioéster do succinil-CoA. Esta reação inclui três enzimas análogas, a E₁, E₂ e E₃, bem como a TPP ligado a enzima, lipoato ligado às proteínas, FAD, NAD e à coenzima A.
5. Conversão do succinil-CoA em succinato: o acetil-CoA e o succinil-CoA têm uma energia livre de hidrólise de sua ligação tioéster forte e negativa. Deste modo, a energia liberada na quebra dessa ligação é usada conduzir a síntese de uma ligação de anidrido fosfórico no ATP ou no GTP, formando-se finalmente o succinato, através da participação da enzima succinil-CoA sintetase ou tioquinase succínica.
6. Oxidação do succinato a fumarato: através da ação da flavoproteína succinato desidrogenase, o succinil-CoA é oxidado a fumarato. Nos seres eucarióticos, o succinato desidrogenase ligado é fortemente ligado à membrana mitocondrial interna; nos procariotos, ela é ligada à membrana plasmática.
7. Hidratação do fumarato para produzir malato: a hidratação reversível do fumarato é em L-malato é catalisada pela enzima fumarese (fumarato hidratase). Essa enzima é extremamente estereoespeífica; ela catalisa a hidratação da dupla ligação trans do fumarato, no entanto, não é capaz de agir no maleato (isômero cis do fumarato).

   8 .  Oxidação do maleato a oxaloacetato: na última reação do ciclo, a enzima L-maleato desidrogenase, ligada ao NAD, cataliza a oxidação do L-maleato em oxaloacetato. Nas células intactas, o oxaloacetato é continuamente removido pela reação da citrato sintase, conservando deste modo, a concentração do oxaloacetato na célula em valores muito pequenos, deslocando a reação do maleato desidrogenase em direção à formação de oxaloacetato




Fontes:

http://biomedicinaemacao-unip.blogspot.com.br/2013/03/ciclo-de-krebs-e-cadeia-transportadora.html

http://www.infoescola.com/bioquimica/ciclo-de-krebs/

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/bioquimica/bioquimica6.php