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12/04/2012 CICLO DE KREBS Destinos metabólicos del piruvato Colesterol Ácidos Grasos citrato citrato Acetil CoA Esqueleto carbonado de Aminoácidos Cátedra de Bioquímica - FOUBA 1 12/04/2012 Estructura de la mitocondria Membrana externa Membrana interna Espacio intermembrana Matriz mitocondrial Cátedra de Bioquímica - FOUBA Ciclo del Acido cítrico (CAT) Es el centro del metabolismo aerobio Es la vía final común de la oxidación de los hidratos de carbono, lípidos y proteínas Algunos intermediarios son punto de partida de rutas biosintéticas VÍA ANFIBÓLICA Cátedra de Bioquímica - FOUBA 2 12/04/2012 CAT Vía anfibólica Citrato Síntesis de AG y moléculas esteroides α-cetoglutarato Síntesis de aa y de purinas Succinil-CoA Sínt. de porfirinas y del grupo Hemo Oxalacetato Síntesis de aac, de pirimidinas y de glucosa Cátedra de Bioquímica - FOUBA ¿CÓMO ATRAVIESA EL PIRUVATO LA DOBLE MEMBRANA MITOCONDRIAL? • MMExt: a través de un canal que permite su difusión • MMInt: por medio de la PIRUVATO TRASLOCASA en simporte con H+ Cátedra de Bioquímica - FOUBA 3 12/04/2012 Conversión del Piruvato a Acetil-CoA: Complejo de piruvato-DH (E1+E2+E3) Piruvato Decarboxilación oxidativa Acetil -CoA Tioéster de alta energía E1= Piruvato DH (TTP) E2= Dihidrolipoil transacetilasa (lipoato, CoA) E3= Dihidrolipoil deshidrogenasa (FAD, NAD) Cátedra de Bioquímica - FOUBA Complejo de piruvato-DH (E1+E2+E3) Acetil -CoA Piruvato ∆ G = -8 kcal/mol IRREVERSIBLE Cátedra de Bioquímica - FOUBA 4 12/04/2012 CoASH NAD+ AMP INSULINA + Regulación del complejo COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA - Acetil-CoA NADH GTP Cátedra de Bioquímica - FOUBA Coenzima A Transportador de grupos acilos, como el ACETILO Grupo activo Cátedra de Bioquímica - FOUBA 5 12/04/2012 Catabolismo de HC (dietarios o de reserva) Lipólisis de TG β–oxidación de AG AA por transaminación o desaminación Acetil - CoA Oxidación completa (CAT) Síntesis de cuerpos cetónicos (hígado) Síntesis de AG y esteroles (citosol) Cátedra de Bioquímica - FOUBA CICLO DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS (CAT) ó CICLO de KREBS Hans Krebs Premio Nobel en Fisiología, 1953 Cátedra de Bioquímica - FOUBA 6 12/04/2012 CAT Ciclo de 8 reacciones Vía final común de oxidación Ocurre en condiciones Cátedra de Bioquímica - FOUBA de los nutrientes de aerobiosis 1- Formación de citrato Condensación aldólica Reacción IRREVERSIBLE Reacción exergónica Citrato sintasa Acetil-CoA Oxalacetato ATP Acil- CoA NADH Succinil-CoA Citrato - + Oxalacetato Cátedra de Bioquímica - FOUBA 7 12/04/2012 2-El citrato se isomeriza a isocitrato La aconitasa convierte el alcohol terciario del citrato en un alcohol secundario capaz de oxidarse Aconitasa Citrato Aconitasa Cis- Aconitato Isocitrato 3 % 90 % 7 % Cátedra de Bioquímica - FOUBA 3- Descarboxilación oxidativa del isocitrato Ocurre en dos etapas: 1- Oxidación del grupo alcohol del isocitrato, con generación de NADH 2- Descarboxilación del intermediario (oxalosuccuinato) Isocitrato Deshidrogenasa - Isocitrato + NADH ATP α-cetoglutarato ADP Ca 2+ Cátedra de Bioquímica - FOUBA 8 12/04/2012 4- Descarboxilación oxidativa del α-cetoglutarato Enlace tioéster de ALTA ENERGÍA Se libera una molécula de CO2 y el segundo NADH α-cetoglutarato Complejo α-cetoglutarato Deshidrogenasa (E1+ E2+ E3) SuccinilCoA Succinil-CoA - + NADH Succinil- CoA Ca 2+ E1= α-cetoglutarato deshidrogenasa (TTP) E2= Dihidrolipoamida succinil transferasa(lipoamida, CoA) E3= Dihidrolipoamida deshidrogenasa (FAD, NAD) Cátedra de Bioquímica - FOUBA 5-Formación del succinato 1-Se rompe el enlace tioéster / 2-Se transfiere la energía liberada a la fosforilación de GDP Succinil-CoA sintetasa Succinato Succinato SuccinilCoA Succinil- CoA Fosforilación a nivel de sustrato Cátedra de Bioquímica - FOUBA 9 12/04/2012 6- El succinato se oxida a fumarato Reacción de deshidrogenación Los hidrógenos se transfieren directamente a la flavoproteína Succinato deshidrogenasa Fumarato Succinato Unida a la superficie interior de la membrana interna mitocondrial Interviene en la cadena respiratoria Cátedra de Bioquímica - FOUBA 7- Hidratación del fumarato Reacción específica para el L-isómero del malato y para el fumarato en configuración trans Fumarasa L-Malato Fumarato Cátedra de Bioquímica - FOUBA 10 12/04/2012 8- Oxidación del malato a oxalacetato Se forma la tercer molécula de NADH Malato deshidrogenasa L-Malato Oxalacetato 7 Cátedra de Bioquímica - FOUBA RESUMIENDO: 1- Ingresan al ciclo: 2 át. de C 2- Salen del ciclo: 2 C en forma de CO2 3- Se forman: 3 NADH y 1 FADH2 4- Se genera: 1 GTP Cátedra de Bioquímica - FOUBA 11 12/04/2012 Cátedra de Bioquímica - FOUBA Si el balance del ciclo lo hacemos partiendo de 1 mol de glucosa: Glucosa + 6 H20 + 10 NAD+ + 2 FAD + 4 ADP + 4 Pi 6 CO2 + 10 NADH + 10 H+ + 2 FADH2 + 4 ATP Cátedra de Bioquímica - FOUBA 12 12/04/2012 1 FADH2 1 NADH CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES 2 ATP 3 ATP 3 NADH= 9 ATP 11 ATP + 1 GTP = Ciclo de Krebs 12 ATP 1 FADH2= 2 ATP Cátedra de Bioquímica - FOUBA CONTROL DEL CAT Aporte de cofactores oxidados a las deshidrogenasas Carga energética de la célula Disponibilidad de Acetil-CoA Regulación de enzimas por moduladores alostéricos Disponibilidad de O2 Cátedra de Bioquímica - FOUBA 13 12/04/2012 Reacciones anapleróticas Reacciones que reabastecen a los intermediarios del CAT utilizados en las vías biosintéticas Cátedra de Bioquímica - FOUBA 14
