CICLO DE KREBS

O ciclo de Krebs é também conhecido por ciclo do ácido cítrico. É uma etapa da respiração celular que ocorre no interior das  mitocôndrias. Nessa via metabólica o Acetil-Coa é proveniente da Glicose sendo oxidado e formando moléculas redutoras de NADH e FAD2. Essas moléculas redutoras dirigem-se à cadeia transportadora de elétrons, promovendo condições para a síntese de 30 ou 32moléculas de ATP para cada molécula de glicose utilizada.

Explicando um pouco mais as etapas do ciclo de Krebs, podemos considerar o momento em que as moléculas de ácido pirúvico (PIRUVATO) resultantes da degradação da glicose penetram no interior das mitocôndrias, onde ocorrerá a respiração propriamente dita. Cada ácido pirúvico reage com uma molécula da substância conhecida como coenzima A, originando três tipos de produtos: acetil-coenzima A, gás carbônico (CO) e hidrogênios. O CO₂ é liberado e os hidrogênios são capturados por uma molécula de NADH_2.

Na primeira reação do Ciclo de Krebs, cada molécula de acetil-CoA reage com uma molécula de ácido oxalacético (oxaloacetato),resultando em citrato (ácido cítrico) e coenzima A, conforme mostra a equação abaixo:

1acetil-CoA + 1 ácido oxalacético         1 ácido cítrico + 1 CoA                   (2 carbonos)         (4 carbonos)                         (6 carbonos)

Analisando a participação da coenzima A na reação acima, vemos que ela reaparece intacta no final. Tudo se passa, portanto, como se a CoA tivesse contribuído para anexar um grupo acetil ao ácido oxalacético, sintetizando o ácido cítrico.

             Na segunda e Terceira reação,transfere-se OH da posição 3 para a posição 4,com isto é formado ácido isocitrico que será desidrogenado ao nível do OH.Na quarta reação,acontece a formação do ácido alfa-cetoglutario,onde a isocitrato-desidrogenase pode usar o NAD+ ou NADP+ como coenzima .

      Na quinta reação,o ácido cetoglutarico se descarboxila pela ação de um complexo enzimático,o alfa-cetoglutarato-desidrogenase,possuindo como coenzima o Pirofosfato de Tiamina,ácido lipoico e o FAD.

           Na sexta reação, acontece síntese de ATP por hidrólise do substrato,sendo um composto de potencial energético elevado.

    Na sétima reação ocorre a oxidação do ácido succinico por ação da succinato desidrogenase,sendo o FAD sua coenzima.

             O FADH2é capaz de ceder elétrons ao sistema transportador sendo o contrário do que se passa com às desidrogenases de NAD+ ou de NADP+.

            Na oitava reação, o ácido málico é oxidado a oxaloacético,encerrando desta forma o ciclo.

REAÇÃO GLOBAL DO CICLO DE KREBS

AcetilCoA + 3NAD⁺ + FAD + 2H2O→ 2CO2 + 3NADH + FADH₂ + GTP + 2H⁺ + CoA

              O ciclo de Krebs é uma via catabólica pelo fato de promover  a oxidação do acetil-CoA a duas moléculas de CO2, conservando parte da energia livre dessas reação na forma de coenzimas reduzidas (NADH e FAD2) que serão utilizadas na produção de ATP na fosforilzação oxidativa, última etapa da respiração celular. O ciclo também tem a função anabólica, sendo por isso classificada como um ciclo anfibólico. Para que esse ciclo tenha ao mesmo tempo função anabólica e catabólica as concentrações dos compostos intermediários formados são mantidas e controladas através de um complexo sistema de reações auxiliares que chamamos de reações anapleróticas. Um exemplo de reações anaplerótica é a carboxilação de piruvato para se obter oxalacetato, uma reação catalisado pela enzima piruvato carboxilase.

REGULAÇÃO DO CICLO DE KREBS

1.Citrato sintase: É a primeira enzima regulatória do ciclo de Krebs, onde dois substratos diferentes são utilizados, os quais: oxaloacetato e a acetil-CoA. O oxaloacetato liga-se primeiramente à enzima, induzindo alterações conformacionais que criam o local de ligação para a acetil-CoA. 

2. Isocitrato desidrogenase: enzima estimulada por ADP, aumentando sua afinidade para os substratos.Já o NADH inibe esta enzima. O ATP também é um inibidor.

3. Alfa-cetoglutarato desidrogenase: enzima inibida por succinil-CoA e NADH a qual pode ser inibida também por alta concentração de ATP.

Referências bibliográficas

Imagens ilustrativas  retiradas do livro de Princípios de Bioquímica do autor Lehningher, David L. Nelson, Michael M. Cox, terceira edição.

Questões respondidas

O que é o Ciclo de Krebs, quanta etapa possui e onde ocorre?

O ciclo de Krebs é também conhecido por ciclo do ácido cítrico. É uma a etapa da respiração celular que ocorre no interior das mitocôndrias  e possui 8 etapas ao total.

Explique o que ocorre quando o PIRUVATO penetra o interior das mitocôndrias.

No interior das mitocôndrias, ocorrerá então a respiração, cada ácido pirúvico reage com uma molécula conhecida como coenzima A originando três produtos: acetil-coenzima A, gás carbônico (CO) e hidrogênios, desta forma o CO2 é liberado e os hidrogênios capturados por uma molécula de NADH2.

Cite as enzimas envolvidas na regulação do Ciclo de Krebs e explique-as.

1. Citratosintase: É a primeira enzima regulatória do ciclo de Krebs, onde dois substratos diferentes são utilizados, os quais: oxaloacetato e a acetil-CoA. O oxaloacetato liga-se primeiramente à enzima, induzindo alterações conformacionais que criam o local de ligação para a acetil-CoA. 

2. Isocitratodesidrogenase: enzima estimulada por ADP, aumentando sua afinidade para os substratos.

Já o NADH inibe esta enzima. O ATP também é um inibidor.

3. Alfa-cetoglutaratodesidrogenase: enzima inibida por succinil-CoA e NADH a qual pode ser inibida também por alta concentração de ATP.

Por que o ciclo de Krebs é considerado uma via Catabólica?
Porque ele promove a oxidação do acetil-CoA O ciclo de Krebs é uma via catabólica pelo fato de promover a oxidação do acetil-CoA a duas moléculas de CO2, conservando parte da energia livre dessas reação na forma de coenzimas reduzidas (NADH e FAD2) que serão utilizadas na produção de ATP na fosforilzação oxidativa, última etapa da respiração celular.

Qual das enzimas estão ligadas à redução de NADH, exceto:
A)     Isocitrato desidrogenase
B)      Piruvato desidrogenase
C)      Succinato desidrogenase
D)     Lactato desidrogenase

Resposta Succinato desidrogenase