Ciclo de krebs

41,604 views

Published on

Visión rápida del Ciclo de Krebs

2 Comments
32 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
41,604
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
20
Actions
Shares
0
Downloads
1,272
Comments
2
Likes
32
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Ciclo de krebs

  1. 1. Objetivos del Ciclo de KrebsLos objetivos del Ciclo de Krebsson:• Oxidar acetil~CoA a CO2• Generar equivalentes de reducción (NADH y FADH2).• Suministrar intermediarios para la síntesis de otros compuestos (Aminoácidos, Ácidos grasos, Colesterol, Gluconeogénesis, Porfirinas).• Vincular derivados de aminoácidos al proceso terminal de oxidación.
  2. 2. Coenzima A (CoA)La coenzima A, cuya función es activar ácidos grasos y transportar grupos acilo esta compuesta por:• Adenosina• Acido pantoténico• Cisteína NH2 N C C N HC C C N H N O O H2 O CH3 C H3C CH O H2C NH C O P O P O C CH CH C CH2 C CH H2 OH OH O OH HN O OH H2 HO P O CH C SH OH O C OH
  3. 3. Origen del Acetil~CoA• Por descarboxilación del piruvato.• Por oxidación de los ácidos grasos.• A partir de aminoácidos O cetogénicos (L, K, F, H3C C Y, I, W, T) CoA
  4. 4. Fases del Ciclo de KrebsEl ciclo de Krebs, como todo proceso cíclico, se inicia con la condensación deun aceptor y el abastecedor del ciclo, seguida por una serie de reaccionespara eliminar el abastecedor y otras que regeneran el aceptor.
  5. 5. Reacciones generales del Ciclo de Krebs 6 C Condensación Oxidación No Oxidación Descarboxilante Descarboxilante I C 4 C 4
  6. 6. CONDENSACIÓN• La reacción inicial del Ciclo de O Krebs es la condensación del H 3C C oxalacético (aceptor de 4 - S-CoA carbonos) con el abastecedor, Acetil-CoA Coenzima A Acetil Coenzima A (2 carbonos) para formar un ácido O O OH tricarboxílico de 6 carbonos, H2 C C C OH ácido cítrico. HO C C HO C CH2• La enzima que cataliza la O O HO CH2 C OH reacción es la acetil-CoA : C O Oxalacético oxaloacetato C-acetiltransferasa, O usualmente conocida como Cítrico citrato sintasa o enzima condensadora del citrato.
  7. 7. Preparación para la primera descarboxilación• La posición del grupo OH en O OH el ácido cítrico no permite la C oxidación sin riesgo de HO C CH2 romper el enlace formado C OH en la condensación, por tal HO C CH2 razón mes necesario O cambiar la posición del OH y O transformar el cítrico en Cítrico isocítrico. OH• La enzima encargada de O C esta reacción es la citrato O CH CH2 (isocitrato) hidro-liasa EC 4.2.1.3, comúnmente C CH C O conocida como aconitasa HO OH HO Isocítrico
  8. 8. Primera descarboxilación OH• El ácido isocítrico es O C oxidado por NAD+, con O CH CH2 eliminación de un átomo C CH C O NAD+ de carbono en forma de HO OH HO CO2. Isocítrico• La reacción es catalizada NADH + H+ por la enzima isocitrato : H2 O CO2 NAD+ oxidoreductasa HO C C C C C OH H2 (decarboxilanate), O O comúnmente conocida -cetoglutárico como isocítrico ceshidrogenasa
  9. 9. Segunda descarboxilación• El - cetoglutárico es oxidado por NAD+, con eliminación de un átomo O de carbono en forma de CO2. La H2 HO C C OH oxidación genera suficiente energía C C C CoASH para la formación de un tioéster H2 NAD+ entre el producto de oxidación y la O O coenzima A .• La reacción es catalizada por el -cetoglutárico complejo enzimático 2-oxoglutarato O deshidrogenasa (transferente de H2 succinato). Consiste de tres enzimas: HO C C NADH + H+ E1 (alfa-cetoglutarato C C S -CoA deshidrogenasa, EC 1.2.4.2), E2 H2 CO2 (dihidrolipoil transsuccinilasa, EC O Succinil-CoA 2.3.1.61) y E3 (dihidrolipoil deshidrogenasa, EC 1.8.1.4)
  10. 10. Formación de GTP• La única fosforilación a O nivel de sustrato en el H2 HO C C Ciclo de Krebs, ocurre a C C H2 S -CoA GDP + P expensas de la hidrólisis O Succinil-CoA del tioéster de el succinil CoA. El nucleótido tri O CoASH H2 fosfato formado es GTP HO C C GTP C C OH• La reacción es catalizada O H2 por la enzima succinato - Succinico CoA ligasa (EC 6.2.1.4), conocida también como succinato quinasa
  11. 11. Recuperación del aceptor 1• La recuperación del aceptor se realiza de acuerdo con el modelo general de oxidación, por lo tanto O el primer paso es la formación de HO H2 C C Ubiquinona un doble enlace en una oxidación C C OH FAD dependiente del FAD. El producto H2 formado es el ácido fumárico O• La reacción es catalizada por la Succinico succinato : ubiquinona O oxidoreductasa (EC 1.3.5.1) una H Ubiquinol flavoproteina (FAD), que contiene HO C C FADH2 C C OH centros de azufre y hierro. Se H conoce tambien con el nombre O de scuccinico deshidrogenasa. Fumárico
  12. 12. Recuperación del aceptor 2• En el segundo paso se hidrata el fumárico para O dar ácido málico. HO H C C H2 O C C OH• La reacción es O H catalizada por la malato hidroliasa (formadora O de fumarato) C H2 C OH EC 4.2.1.2 , también HO CH C conocida OH O como fumarato Málico hidratasa
  13. 13. Recuperación del aceptor 3• La recuperación del aceptor termina O H2 mediante la oxidación del HO C CH C C OH NAD+ ácido málico a OH O oxalacético, en una reacción dependiente de O Málico NAD+. C H2 C OH• La reacción es catalizada HO C C NADH + H+ por la malato : NAD+ O O oxidorreductasa (EC Oxalacético 1.1.1.37), también conocida como malato deshidrogenasa.
  14. 14. Resumen del Ciclo de Krebs Acetil CoA 2C CoA-SH Oxalacético 4C NAD+ Cítrico 6C NADH + H+ Málico 4C H2O Fumárico 4C Isocítrico 6C NAD+ NADH + H+ CO2 Ubiquinol FADH2 Ubiquinona FAD -cetoglutárico 5C NAD+ Succínico 4C CoA-SH NADH + H+ CO2 Succinil CoA 4C GTP GDP + P
  15. 15. Integración con otros procesos Glicólisis Cuerpos Acetil CoA 2C cetónicos CoA-SH oxidación Oxidación y síntesis de aminoácidos Oxalacético 4C Colesterol Ácidos grasos Gluconeogénesi s Cítrico 6C Málico 4C Fosforilación oxidativa NADH FADH2 Fumárico 4C Isocítrico 6C Oxidación y síntesis deOxidación de aminoácidosaminoácidos -cetoglutárico 5C Succínico 4C Porfirinas Succinil CoA 4C Ácidos grasos de cadena impar Oxidación de aminoácidos
  16. 16. Localización del Ciclo de Krebs y la Fosforilación Oxidativa H+ H+ H+ Espacio intermembranal c I Q III IV Membrana interna ATP sintasa NAD+ + H+ NADH H2 O O2 ATP Citocromo cADP + P H+ Ciclo MATRIZ MITOCONDRIAL de Ubiquinona Krebs Complejo I O2 Succinato H2 O Fumarato Complejo II Membrana interna Complejo III II IV III Q I Complejo IV c H+ H+ Espacio intermembranal
  17. 17. Complejo I• Es conocido como NADH : Ubiquinona – reductasa.• Esta compuesto por 16 o más cadenas polipeptídicas.• Tiene FMN como grupo prostético.• Presenta de 5 a 8 centros ferrosulfurados (Fe – S).• Es el complejo más grande de la cadena respiratoria.- Puede ser inhibido por:- Amital (barbitúrico), Rotenona ( producto vegetal tóxico.)• La Ubiquinona puede estar insertada en el complejo,o estar li bre
  18. 18. Complejo II• Recibe el nombre de Succinato : UQ – reductasa.• Es la única enzima del ciclo de Krebs unida a la membrana mitocondrial interna.• Consta de • 4 cadenas polipeptídicas. • 1 citocromo.- • Una molécula de FAD como grupo prostético. • 2 a 3 centros Fe – S Hemo Q QH2 2H+ FAD FADH2 Succinato Fumarato + 2H+
  19. 19. Complejo III• Se conoce como Ubiquinona : citocromo c reductasa.• Contiene 2 tipos distintos de citocromo b.• Su función es transferir los equivalentes de reducción desde la Ubiquinoina hasta el citocromo c.• El complejo es inhibido por la antimicina cox cox 2H+ 2H+ cred cred QH2 Q QH2 Q Q QH2 Q 1 e- Q- 1 e- 2H+
  20. 20. Complejo IV• Se conoce como citocromo c oxidasa. 4 cred 4 H+ Recibe los electrones del citocromo c. 4 cox• El citocromo c oxidasa almacena los electrones para cederlos después al oxigeno. 4 e-• El complejo IV puede ser inhibido por: Cu • Cianuro (CN-) Fe • SH2 Cu Fe • CO 4 H+ + O2 • Azida (N3-) 2 H2 O 4 H+
  21. 21. Ubiquinona• Su función es recoger electrones de los complejos I y II• Es liposoluble, por lo que puede desplazarse por el interior de las dobles membranas lipídicas, para llegar al complejo III.- Puede ser reversiblemente reducida o pasar por estados de semi reducción: • UQ (Ubiquinona) • UQH (Semiquinona) • UQH2 (Ubiquinol).• Se puede encontrar libre o asociada a proteínas.-• Tiene una cadena lateral isoprenoide: • n= 6-8 en microrganismos . O CH3 H2 C H • n=10 (Q10) en mamíferos C C HC C O C C CH2 CH3 H3C C C 6 - 10 H3C O O
  22. 22. Citocromos• Son componentes de la cadena respiratoria.- • b • c • C1 presenta movilidad a través de la membrana llevando electrones del complejo III al complejo IV • a • a3• Son proteínas transportadoras de electrones• Contienen un grupo hemo que puede estar oxidado o reducido.• No pueden ser oxidadas por el oxigeno molecular, excepto el citocromo a3. Es el único que puede ceder electrones al oxigeno.• Los citocromos actúan en forma secuencial
  23. 23. Flujo de electrones en la Cadena Respiratoria H+ H+ H+ FeS C C1 b a3 CoQ CoQH FeS b FeS NAD+ NADH H+ ½ O2+ 2 H+ H2O
  24. 24. Integración en el Ciclo de Krebs Monosacáridos Aminoácidos Ácidos grasosGlicerol Aminoácidos
  25. 25. Potenciales redox Reacción o (V) + - O2 + 2H + 2 e H2 O 0.816 3+ - 2+ Fe + e Fe 0.771 Fotosistema P700 0.430 - + - - NO3 +2 H +2 e NO2 +H2 O 0.421 Citocromo f ( Fe3+)+ e - citocromo f (Fe2+) 0.365 Citocromo a 3 ( Fe3+)+ e - citocromo a 3 (Fe2+) 0.350 Citocromo a (Fe3+)+ e - citohromo a (Fe2+) 0.290 Citocromo c ( Fe3+)+ e - citocromo c (Fe2+) 0.254 Citocromo c 1 ( Fe3+)+ e - citocromo c 1 (Fe2+) 0.220 UQH + H+ + e - UQH2 (UQ=coenzima Q) 0.190 UQ + 2 H+ + 2 e - UQH2 0.060 3+ - 2+ Citocromo bH(Fe ) + e citocromo bH(Fe ) 0.050 + - Fumarato + 2 H + 2 e succinato 0.031 + - UQ + H + e UQH 0.030 3+ - 2+ Citocromo b 5 ( Fe )+ e citohromo b 5 (Fe ) 0.020 + - FAD+2 H +2 e FADH2 0.003-0.091 Citocromo b L ( Fe3+)+ e - citocromo b L (Fe2+) -0.100 Oxaloacetato + 2 H+ + 2 e - malato -0.166 Piruvato + 2 H+ + 2 e - lactato -0.185 Acetaldehído+ 2 H+ + 2 e - etanol -0.197 FMN + 2 H+ + 2 e - FMNH2 -0.219 FAD + 2 H+ + 2 e - FADH2 -0.219 Glutatión (oxidado) + 2 H+ + 2 e - 2 glutatón (reducido) -0.230 Acido lipoico + 2 H+ + 2 e - acido dihidrolipoico -0.290 1 ,3-Bisfosfoglicerato + 2 H+ + 2 e - gliceraldehído-3-fosfato+Pi -0.290 NAD+ + 2 H+ + 2 e - NADH + H+ -0.320 + + - + NADP + 2 H + 2 e NADPH + H -0.320 + - Lipoil dehydrogenasa [FAD ] +2 H +2 e lipoil dehidrogenasa [FADH2 ] -0.340 + - -cetoglutarato + CO 2 + 2 H + 2 e isocitrato -0.3802 + - H +2e H2 -0.421 + - Succinato + CO 2 + 2 H + 2 e -cetoglutarato + H2 O -0.670
  26. 26. Potenciales de reducción en la adena respiratoria
  27. 27. Enzimas respiratorias y pares. redox en eucariontes Enzima respiratoria Par redox E (Voltios) NADH deshidrogenasa NAD+ / NADH −0,32 Succinato deshidrogenasa FMN o FAD / FMNH2 o FADH2 −0,20 Complejo del citocromo bc1 Coenzima Q10 ox / Coenzima Q10 red +0,06 Complejo del citocromo bc1 Citocromo b ox / Citocromo b red +0,12 Complejo IV Citocromo c ox / Citocromo c red +0,22 Complejo IV Citocromo a red / Citocromo a red +0,29 Complejo IV O2 / HO- +0,82 Condiciones: pH = 7
  28. 28. Formación de ATP• El proceso de fosforilación del ADP para formar ATP se realiza a expensas de la llamada fuerza protomotriz que es generado por un gradiente de protones a través de la membrana interna de la mitocondria.• Los complejos de la cadena respiratoria bombean protones de la matriz mitocondrial al espacio inter membrana.• Los protones regresan a la matriz gracias a la ATP sintasa, enzima que aprovecha la fuerza protomotriz para formar el ATP.
  29. 29. Esquema generaldelmetaboloismo

×