Entendendo o Ciclo de
Krebs
Entendendo o Ciclo de
Krebs
Introdução
•O ciclo de Krebs foi descoberto por Hans Krebs em 1937.
•É também conhecido por: –Ciclo do ácido tricarboxilíco; –Ciclo do ácido cítrico.
• O propósito do ciclo de krebs e ligar as fases
anaeróbica e aeróbica do metabolismo afim
de maximizar a ressíntese de ATP. Esta é acompanhada pela
oxidação de compostos orgânicos ricos em energia na matriz
mitocondrial.
• Os elétrons livres liberados em reações de oxidação devem ser transferidos para uma molécula carreadora. Dentro das células, reações de oxidação e redução ocorrem sempre juntas. Ou seja, quando uma substância é oxidada a outra é imediatamente reduzida.
Estas reações são conhecidas como reações de óxido-
redução.
Estas reações são conhecidas como reações de óxido-
redução.
O que é oxidação?• Oxidação é a remoção de um ou mais elétrons
de uma molécula, diminuindo a quantidade de energia da mesma.
• A maioria das oxidações biológicas envolvem a perda de um átomo de hidrogênio , reação conhecida como desidrogenação.
As enzimas que catalizam estas reações são asdesidrogenases
As enzimas que catalizam estas reações são asdesidrogenases
Redução• Reação oposta a de oxidação, ou seja, é a
adição de elétrons a uma molécula. • Quando uma molécula é oxidada, os íons H-
liberados não ficam livres na célula. Para que a energia liberada não seja prejudicial estes elétrons são imediatamente transferidos a coenzimas.
Coenzimas
• Duas coenzimas são utilizadas para transferir elétrons no ciclo de krebs:
–Nicotinamida Adenina Dinucleotídio (NAD+); –Flavina Adenina Dinucleotídio (FAD). • NAD+ e FAD oxidam intermediários do ciclo de
krebs, e são subsequentemente reduzidos. As reações são então acopladas.
ATP•Em células humanas, a adenosina trifosfato (ATP) serve de fonte de energia para a maioria das reações químicas. •Nossas células não conseguem estocar ATP, por isto as mesmas precisam ser ressintetizadas após o uso. A ressíntese de ATP é acompanhada da transferência de um grupo fosfato (Pi) para o ADP. •Este processo é denominado fosforilação.
• Devido a carga negativa dos
grupos fosfatos, suas ligações são instáveis e muito
energéticas.
• A ressíntese de ATP ocorre na membrana da mitocôndria. A energia para a fosforilação do ADP é gerada pela passagem de elétrons através da cadeia transportadora de elétrons.
Os elétrons são fornecidos para a cadeia de transporte de elétrons pelo NADH e FADH2
gerados no ciclo de krebs.
• O objetivo último do ciclo de krebs é gerar coenzimas (NADH e
FADH2) que transportam
elétrons da matriz mitocondrial, onde o ciclo de krebs ocorre
para a membrana mitocondrial.
Em sumário, o ciclo de krebs é uma série de reações que ocorrem na matriz mitocondrial. Estas reações desempenham um papel essencial
no metabolismo ao capturar a energia química do Acetil-CoA e fornecendo esta energia a cadeia de transporte de elétrons via
coenzimas. Por sua vez, as coenzimas entregam a energia através da cadeia de transporte de elétrons para a ressintese de ATP.
Passo a passo do ciclo de krebs
O primeiro passo do ciclo de krebs envolve a introdução de 2 carbonos, vindos do acetil-CoA.
Esta reação é catalizada pela enzima citrato sintase.
• O segundo passo é uma reação de isomeração de citrato para isocitrato. A reação é
catalizada pela enzima aconitase
•A transformação de isocitrato a α-cetoglutarato gera NADH após uma descarboxilação (retirada de carbono) oxidativa. O carbono é liberado pela enzima isocitrato
desidrogenase na forma de CO2.
Esta é a segunda reação do ciclo a gerar NADH. Esta reação é catalizada pelo complexo
enzimático α-cetoglutarato desidrogenase.
O complexo requer 5 co-enzimas: tiamina pirofosfato, ácido lipóico, co-enzima A,
FAD e NAD+.
As próximas reações do ciclo transformam o Succinil-CoA (com 4 carbonos) a uma molécula
com baixa energia, o oxaloacetato.
O primeiro passo para isto é o uso da energia do succinil-CoA para a formação de guanosina
trifosfato (GTP). GTP armazena tanta energia quanto o ATP podendo ser utilizado para a ressíntese deste. GTP + ADP GDP + ATP⇔
O FAD é a enzima requerida para a primeira reação pois são agentes oxidantes mais poderosos do que o NAD+. Em outras palavras, o FAD é mais capaz de remover elétrons do succinato do que o NAD+. A seguir, água é adicionada ao fumarato
eliminando uma dupla ligação. Após a transformação de malato em oxaloacetato que
pode se unir ao acetil-CoA para formar a molécula de 6 carbonos, citrato, que reinicia o ciclo de
Krebs.
Resumindo
• O ciclo de Krebs gera:
–2 CO2; –3 NADH; –1 FADH2; –1 GTP, que é
transformado em ATP.
Referências
• http://www2.ufp.pt/~pedros/bq/krebs.htm