Aula de Ciclo de Krebs, Notas de aula de Odontologia
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Aula de Ciclo de Krebs, Notas de aula de Odontologia

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Ciclo de Krebs

• Glicólise: obtenção de energia na presença ou ausência de oxigênio (fermentação).

• Maior parte das células eucariotas e muitas bactérias são aeróbicas – oxidação dos compostos orgânicos até CO2 e H2O = RESPIRAÇÃO CELULAR.

• A oxidação das substâncias combustíveis ocorre em três grandes estágios: - Oxidação a Acetil-CoA; - Acetil-CoA entra no ciclo de Krebs produzindo CO2, NADH

(derivado da vitamina niacina), FADH2 (derivado da vitamina riboflavina) e ATP;

- O NADH e o FADH2 são oxidados na cadeia transportadora de elétrons, transferindo os equivalentes redutores para o O2 e produzindo H2O. Durante essa transferência são formados ATP.

Glicólise (citosol)

Ciclo de Krebs ou Ciclo do Ácido cítrico ou Ciclo do Ácido Tricarboxílico (mitocôndria)

Cadeia transportadora de elétrons e Fosforilação oxidativa (mitocôndria)

Compostos combustíveis

Glicose (outros açúcares), Transformação desses compostos ácidos graxos e aminoácidos orgânicos a Acetil-CoA

Acetil-CoA CO2 e H2O

Glicose Piruvato Mitocôndria (simporte piruvato-H+)

Piruvato - complexo piruvato desidrogenase - formação de Acetil-CoA e CO2 (mitocôndria em células eucarióticas e citosol em procarióticas)

Cadeia Respiratória

Ciclo de Krebs

• Complexo da piruvato desidrogenase – descarboxilação oxidativa: irreversível, remoção da carboxila do piruvato na forma de CO2.

• Piruvato + CoA + NAD+ → Acetil-CoA + CO2 + NADH

• De onde vem o Hidrogênio para formação do NADH?

• Acetil-CoA (Acetil coenzima A)

(Vitamina B5)

NAD – Nicotinamida adenina Dinucleotídeo (Vitamina B3) FAD – Flavina adenina

dinucleotídeo (Vitamina B2)

• Complexo Piruvato desidrogenase

• Formado por três enzimas e cinco cofatores

Enzimas: Piruvato desidrogenase Cofatores: Tiamina pirofosfato (TPP) Diidrolipoil transacetilase Lipoato, CoA Diihdrolipoil desidrogenase NAD, FAD

Tiamina – Vitamina B1 – deficiência causa perda parcial das funções neurais.

Ciclo do Ácido cítrico

• Diferença em relação a glicólise • sequência cíclica de reações • oito reações sucessivas • Intermediários de 4, 5 e 6 átomos de carbono

• Importância: • Papel não é limitado a conservação de energia • intermediários são precursores biossintéticos de várias

substâncias

• 1 – Formação do citrato

• 2 – Formação do isocitrato

• 3 – Oxidação do isocitrato à α-cetoglutarato e CO2

• 4 – Oxidação do α-cetoglutarato à succinil-CoA e CO2

• 5 – Conversão de Succinil-CoA a succinato

• 6 – Oxidação do succinato a fumarato

• 7 – Hidratação do fumarato para produzir malato

• 8 – Oxidação do succinato a fumarato

Balanço geral da oxidação de 1 acetil-CoA no ciclo de Krebs:

1) Geração de uma molécula de ATP (GTP) 2) Geração de um fluxo de elétrons para a cadeia respiratória: 3 NADH e 1 FADH2

Resumo da oxidação total da glicose a CO2 e H2O:

Glicose → 2 Piruvato + 2 NADH + 2 ATP 2 Piruvato → 2 x (3 CO2 + 3NADH + 1 FADH2 + 1 ATP (GTP))

Na cadeia respiratória: 1 NADH = 3 ATP 1 FADH2 = 2 ATP

Glicose → 2 Piruvato + 2 NADH + 2 ATP

2 x (3 ATP) + 2 ATP = 8 ATP

2 Piruvato → 2 Acetil-CoA + 2 CO2 + 1 NADH = 2 x 3 ATP = 6 ATP

2 acetil-CoA no CK = 2 x (2 CO2 + 3NADH + 1 FADH2 + 1 ATP (GTP)

2x (3 x (3 ATP) + 1 x (2 ATP) + 1 ATP) = 2 x 12 = 24 ATP Total = 8 + 6 + 24 = 38 ATP

Reação N° de ATP ou coenzimas formadas diretamente

N° de moléculas de ATP formadas ao final

Gli → Gli-6-P - 1 ATP -1 Fru-6-P → Fru1,6-BP - 1 ATP -1 2 Gliceraldeído-3-P → 2 1,3BPG 2 NADH 6 2 1,3-BPG → 3-fosfoglicerato 2 ATP 2 2 PEP → Piruvato 2 ATP 2 2 Piruvato → 2 Acetil CoA 2 NADH 6 2 Isocitrato → 2 α-cetoglutarato 2 NADH 6 2 α-cetoglutarato → 2 Succinil CoA 2 NADH 6 2 succinil CoA → 2 Succinato 2 ATP (ou 2 GTP) 2 2 Succinato → 2 Fumarato 2 FADH2 4 2 Malato → 2 oxalacetato 2 NADH 6 Total 38

Estequiometria da redução de coenzimas e formação de ATP na oxidação aeróbica de uma molécula de glicose através da Glicólise, Complexo Piruvato desidrogenase e Ciclo de Krebs

CICLO DE KREBS

Via anfibólica: envolvida em processos catabólicos e anabólicos

- Catabólico : degradação a CO2 e H2O

- Anabólico (componentes do CK são intermediários biossintéticos)

- α-cetoglutarato, oxalacetato – aminoácidos, nucleotídeos - Succinil-CoA – porfirinas que compõem transportadores de oxigênio (hemoglobina) e transportadores de elétrons (citocromo)

Papel diferente da produção de energia

Regulação do CK

Fatores que governam a velocidade do fluxo através do ciclo:

1) disponibilidade de substratos;

2) inibição por acúmulo de produtos;

3) inibição alostérica retroativa das 1as enzimas da via pelos últimos intermediários

Pergunta desafio:

- Embora o oxigênio não participe diretamente do ciclo do ácido cítrico, o mesmo só ocorre apenas quando o oxigênio está presente. Por quê?

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