AULA 23.08.08 - Ciclo de Krebs
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CICLO DE KREBSCICLO DE KREBS
Disciplina: Bioquímica da NutriçãoProfessora: Michelle Galindo
![Page 2: AULA 23.08.08 - Ciclo de Krebs](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052200/54408cbcafaf9f78338b486f/html5/thumbnails/2.jpg)
Ciclo de KrebsCiclo de Krebs
Ciclo do Ácido CítricoCiclo do Ácido Cítrico
Ciclo do CitratoCiclo do Citrato
Ciclo dos Ácidos TricarboxílicosCiclo dos Ácidos Tricarboxílicos
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CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS
É um ciclo metabólico, sendo o oxaloacetato, que
inicia a via metabólica, transformado e regenerado
no final do ciclo.
O ciclo de Krebs ocorre em aerobiose.
O sistema enzimático do ciclo está localizado nas
mitocôndrias.
É fundo comum no metabolismo dos glicídios,
lipídios e protídios.
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CARACTERÍSTICASCARACTERÍSTICAS
O Ciclo de Krebs tem a característica de uma via
anfibólica, isto é, degrada a acetila-CoA em
dióxido de carbono e água (catabolismo) mas
alguns de seus intermediários são utilizados para a
síntese de outros compostos (anabolismo).
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Glicose
Amino ácidosÁcidos Graxos
Piruvato
Acetil CoA
Fosforilação oxidativa (Cadeia Respiratória
GTPCO2
CO2
Ciclo de Krebs
2H+ + 2 e-
11 ATP
ATP
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FUNÇÕES DO CICLO DE KREBSFUNÇÕES DO CICLO DE KREBS
Oxidar a acetila-CoA em CO2 e H2O.
Como conseqüência desta oxidação, é o maior
fornecedor de elétrons para a Cadeia Respiratória
e, sendo assim, é um grande gerador de energia
(ATP).
Alguns de seus intermediários são precurssores de
compostos bioquimicamente importantes.
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LOCALIZAÇÃO DO SISTEMA ENZIMÁTICOLOCALIZAÇÃO DO SISTEMA ENZIMÁTICO
Matriz MitocondrialMatriz Mitocondrial
O piruvato para ser transportado para dentro da
mitocondria utiliza um transportador para
ultrapassar a membrana mitocondrial.
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SEQÜÊNCIA DE SUBSTRATOSSEQÜÊNCIA DE SUBSTRATOS
Acetila-CoAAcetila-CoA++
OxaloacetatoOxaloacetato
CitratoCitrato Cis-AconitatoCis-Aconitato
Iso-CitratoIso-Citrato
Oxalo-succinatoOxalo-succinato
CetoglutaratoCetoglutarato
Succinila-CoASuccinila-CoA
SuccinatoSuccinato
FumaratoFumarato
MalatoMalato Ciclode
Krebs
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O C.K. inicia com a condensação da acetila-CoA
(2 carbonos) resultante da descarboxilação do
piruvato ..., com o oxaloacetato (4 carbonos),
formando então o citrato (6 carbonos).
Esta reação é virtualmente irreversível.
Ao final do ciclo, o oxalacetato é regenerado
(intermediário não é consumido)
CICLO DE KREBSCICLO DE KREBS
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CHCH33-CO--CO-SCoASCoAacetila-CoAacetila-CoA
++H2O
citrato sintasecitrato sintase
HS-CoA
CO-COOHCO-COOH
CHCH22-COOH-COOH
oxaloacetatooxaloacetato
CHCH22-COOH-COOH
CHCH22-COOH-COOH
HO-C-COOHHO-C-COOH
citratocitrato
CICLO DE KREBSCICLO DE KREBS
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Acetila-CoAAcetila-CoA++
OxaloacetatoOxaloacetato
Citrato Citrato (-)(-)
Cis-AconitatoCis-Aconitato
Iso-Citrato Iso-Citrato
Oxalo-succinatoOxalo-succinato
CetoglutaratoCetoglutarato
Succinila-CoA (-)Succinila-CoA (-)
SuccinatoSuccinato
FumaratoFumarato
MalatoMalato
ATIVAÇÃO : Ca+ ATP INIBIDA : ATP , NADH
(-) FOSFOFRUTOCINASE = GLICÓLISE
(+)
ACETIL-COA-CARBOXILASE = SÍNTESE DE GORDURA
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CICLO DE KREBSCICLO DE KREBS
O citrato sofre uma isomerização a isocitrato, tendo
como intermediário o cis-aconitato.
São reações reversíveis e mediadas pela mesma
enzima (aconitase).
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Acetila-CoAAcetila-CoA++
OxaloacetatoOxaloacetatoCitratoCitrato Cis-AconitatoCis-Aconitato
Iso-CitratoIso-Citrato
Oxalo-succinatoOxalo-succinato
CetoglutaratoCetoglutarato
Succinila-CoASuccinila-CoA
SuccinatoSuccinato
FumaratoFumarato
MalatoMalato
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ISOMERIZAÇÃO DO CITRATOISOMERIZAÇÃO DO CITRATO
-H-H22OO
aconitaseaconitaseReação reversívelReação reversível
CHCH22-COOH-COOH
CCHH22-COOH-COOH
HOHO-C-COOH-C-COOH
citratocitratoCHCH22-COOH-COOH
CH-COOHCH-COOH
C-COOHC-COOH
cis-aconitatocis-aconitato
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+H+H22OO
aconitaseaconitase
Reação reversívelReação reversível
CHCH22-COOH-COOH
CH-COOHCH-COOH
C-COOHC-COOH
cis-aconitatocis-aconitato
CHCH22-COOH-COOH
CH-COOHCH-COOH
HOHO-C-CHH22-COOH-COOH
isocitratoisocitrato
ISOMERIZAÇÃO DO CITRATOISOMERIZAÇÃO DO CITRATO
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OXIDAÇÃO E DESCARBOXILAÇÃOOXIDAÇÃO E DESCARBOXILAÇÃODO ISOCITRATODO ISOCITRATO
O isocitrato, por oxidação, forma oxalo-succinato que,
por descarboxilação, origina α-cetoglutarato.
A primeira reação é reversível e a segunda irreversível.
Ambas são catalisadas pela mesma enzima
(isocitrato desidrogenase).
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Acetila-CoAAcetila-CoA++
OxaloacetatoOxaloacetatoCitratoCitrato Cis-AconitatoCis-Aconitato
Iso-CitratoIso-Citrato
Oxalo-succinatoOxalo-succinato
CetoglutaratoCetoglutarato
Succinila-CoASuccinila-CoA
SuccinatoSuccinato
FumaratoFumarato
MalatoMalato
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DESCARBOXILAÇÃO OXIDATIVADESCARBOXILAÇÃO OXIDATIVA
NADNAD++ NADNADHH + + HH++
isocitratodesidrogenaseReação reversível
CHCH22-COOH-COOH
CH-COOHCH-COOH
HHO-CO-CHH-COOH-COOH
isocitratoisocitratoCHCH22-COOH-COOH
CH-COOHCH-COOH
CO-COOHCO-COOH
oxalo-succinatooxalo-succinato
ATIVADA : ADP e Ca + INIBIDA: ATP e NADHOBS: 1ª FORMAÇÃO DE
NADH E CO2
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-CO2
isocitratodesidrogenaseReação irreversível
CHCH22-COOH-COOH
CH-CH-COOCOOHH
CO-COOHCO-COOH
oxalo-succinatooxalo-succinatoCHCH22-COOH-COOH
CHCH22
CO-COOHCO-COOH
-cetoglutarato-cetoglutarato
DESCARBOXILAÇÃO OXIDATIVADESCARBOXILAÇÃO OXIDATIVA
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DESCARBOXILAÇÃO OXIDATIVA DODESCARBOXILAÇÃO OXIDATIVA DO αα-CETOGLUTARATO-CETOGLUTARATO
O -cetogutarato que por uma descarboxilação
oxidativa dá origem à succinila-CoA,
que por hidrólise libera succinato e HS-CoA.
São reações reversíveis.
Na segunda reação há uma fosforilação ao nível do substrato.
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NADNAD++ NADH + HNADH + H++
HHS-CoAS-CoA-CO-CO22
-cetoglutarato-cetoglutaratodesidrogenasedesidrogenase
Reação irreversível
CO-CO-COOCOOHH
CHCH22-COOH-COOH
CHCH22
-cetoglutarato-cetoglutarato
CHCH22-COOH-COOH
CHCH22-CO--CO-SCoASCoA
succinila-CoAsuccinila-CoA
DESCARBOXILAÇÃO OXIDATIVA DODESCARBOXILAÇÃO OXIDATIVA DOαα-CETOGLUTARATO-CETOGLUTARATO
OBS: 2ª FORMAÇÃO DE NADH E CO2
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-HS-CoA-HS-CoA
Succinil-Coa-sintetaseSuccinil-Coa-sintetase
GDP+PGDP+P GTPGTP
ADPADPATPATPnucleosídionucleosídio
difosfatodifosfatocinasecinase
Reação reversível
CHCH22-COOH-COOH
CHCH22-CO-SCoA-CO-SCoA
succinila-CoAsuccinila-CoACHCH22-COOH-COOH
CHCH22-COOH-COOH
succinatosuccinato
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OXIDAÇÃO DO SUCCINATOOXIDAÇÃO DO SUCCINATO
O succinato se oxida a fumarato.
O fumarato, por hidratação, forma malato, que por
sua vez regenera o oxaloacetato, por oxidação.
Completa-se desta forma o Ciclo de Krebs,
pois foi com o oxaloacetato que começou
o ciclo (oxaloacetato+acetila-CoA).
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OXIDAÇÃO DO SUCCINATOOXIDAÇÃO DO SUCCINATO
FADoxFADox FADHFADH22
succinatosuccinatodesidrogenasedesidrogenase
Reação reversívelReação reversível
CHCH22-COOH-COOH
CHCH22-COOH-COOH
succinatosuccinatoCH-COOHCH-COOH
CH-COOHCH-COOH
fumaratofumarato
OBS: O FAD, E NÃO O NAD, É O ACEPTOR DE ELÉTRONS, POIS O PODER REDUTOR DO SUCCINATO NÃO É SUFICIENTE PARA REDUZIR O NAD.
INIBIDA PELO OXALACETATO
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HIDRATAÇÃO DO FUMARATOHIDRATAÇÃO DO FUMARATO
+H2O
fumarasefumarase
Reação reversívelReação reversível
CH-COOHCH-COOH
CH-COOHCH-COOH
fumaratofumaratoCH-COOHCH-COOH
CCHH22-COOH-COOH
malatomalatoHOHO--
![Page 26: AULA 23.08.08 - Ciclo de Krebs](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052200/54408cbcafaf9f78338b486f/html5/thumbnails/26.jpg)
OXIDAÇÃO DO MALATOOXIDAÇÃO DO MALATO
Malato-desidrogenaseMalato-desidrogenase ou desidrogenaseou desidrogenase
málicamálica
Reação reversívelReação reversível
CCHH-COOH-COOH
CHCH22-COOH-COOH
malatomalato
HHO-O- CO-COOHCO-COOH
CHCH22-COOH-COOH
oxaloacetatooxaloacetatoNADNAD++ NADNADHH + + HH++
OBS: 3ª FORMAÇÃO DE NADH
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PRODUÇÃO DE ENERGIA
2 átomos de carbono entram no ciclo na forma
de acetil-Coa e o deixam na forma de CO2.
O ciclo não envolve consumo ou produção de
qualquer intermediário.
3 pares de elétrons => NAD a NADH =>3 ATP
1 par de elétrons =>FAD a FADH2 => 2 ATP
BALANCETE ENERGÉTICO DOCICLO DE KREBS
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BALANCETE ENERGÉTICO DOCICLO DE KREBS
Acetila-CoAAcetila-CoA++
OxaloacetatoOxaloacetato
CitratoCitrato Cis-AconitatoCis-Aconitato
Iso-CitratoIso-Citrato
Oxalo-succinatoOxalo-succinato
NADHNADH~3 ATP~3 ATP
CetoglutaratoCetoglutarato
Succinila-CoASuccinila-CoA NADHNADH
SuccinatoSuccinato
ATP
FumaratoFumarato
FADH2
~2 ATP~2 ATP
MalatoMalatoNADHNADH
~3 ATP~3 ATP
~3 ATP~3 ATP
![Page 29: AULA 23.08.08 - Ciclo de Krebs](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052200/54408cbcafaf9f78338b486f/html5/thumbnails/29.jpg)
BALANCETE ENERGÉTICOBALANCETE ENERGÉTICO
3 NADred ~ 9 ATP1 FADred ~ 2 ATP1 Fosforilação ao nível do substrato 1 ATP
TOTAL : ~ 12 ATPTOTAL : ~ 12 ATP
![Page 30: AULA 23.08.08 - Ciclo de Krebs](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052200/54408cbcafaf9f78338b486f/html5/thumbnails/30.jpg)
LIMITANTES DA REAÇÃO
ADP / ATP
NADH E FADH 2 = Ocorre devido aos processos de
oxidação e fosforilação serem simultâneos. À medida que o
NADH e o FADH2 se acumulam, há uma depleção de suas
formas oxidadas, fazendo com que a oxidação de acetil-
CoA pelo ciclo do ácido cítrico seja inibida, em função da
falta de coenzimas oxidadas.
Enzima reguladoras chaves
CONTROLE DO CICLO DE KREBSCONTROLE DO CICLO DE KREBS
![Page 31: AULA 23.08.08 - Ciclo de Krebs](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052200/54408cbcafaf9f78338b486f/html5/thumbnails/31.jpg)
Piruvato
Acetil CoAAcetil CoA++
OxaloacetatoOxaloacetatoCitratoCitrato Cis-AconitatoCis-Aconitato
Iso-CitratoIso-Citrato
Oxalo-succinatoOxalo-succinato
CetoglutaratoCetoglutarato
Succinila-CoASuccinila-CoA
SuccinatoSuccinato
FumaratoFumarato
MalatoMalato
PONTOS DE CONTROLE =
![Page 32: AULA 23.08.08 - Ciclo de Krebs](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052200/54408cbcafaf9f78338b486f/html5/thumbnails/32.jpg)