Ciclo Krepps

El ciclo de Krebs tiene lugar en la matriz mitocondrial en la célula eucariota

Ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial.

El acetil-CoA (Acetil Coenzima A) es el principal precursor del ciclo. El ácido cítrico (6 carbonos) o citrato se obtiene en cada ciclo por condensación de un acetil-CoA (2 carbonos) con una molécula de oxaloacetato (4 carbonos). El citrato produce en cada ciclo una molécula de oxaloacetato y dos CO2, por lo que el balance neto del ciclo es:

Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O → CoA-SH + 3 (NADH + H+) + FADH2 + GTP + 2 CO2

Los dos carbonos del Acetil-CoA son oxidados a CO2, y la energía que estaba acumulada es liberada en forma de energía química: GTP y poder reductor (electrones de alto potencial): NADH y FADH2. NADH y FADH2 son coenzimas (moléculas que se unen a enzimas) capaces de acumular la energía en forma de poder reductor para su conversión en energía química en la fosforilación oxidativa.

El FADH2 de la succinato deshidrogenasa, al no poder desprenderse de la enzima, debe oxidarse nuevamente in situ. El FADH2 cede sus dos hidrógenos a la ubiquinona (coenzima Q), que se reduce a ubiquinol (QH2) y abandona la enzima.

Las reacciones son:

Molécula Enzima Tipo de reacción Reactivos/

Coenzimas Productos/

Coenzima

I. Citrato 1. Aconitasa Deshidratación H2O

II. cis-Aconitato[Nota 1] 2. Aconitasa Hidratación H2O

III. Isocitrato 3. Isocitrato deshidrogenasa Oxidación NAD+ NADH + H+

IV. Oxalosuccinato 4. Isocitrato deshidrogenasa Descarboxilación

V. α-cetoglutarato 5. α-cetoglutarato

deshidrogenasa Descarboxilación oxidativa

NAD+ +

CoA-SH NADH + H+

+ CO2

VI. Succinil-CoA 6. Succinil CoA sintetasa Hidrólisis GDP

+ Pi GTP +

CoA-SH

VII. Succinato 7. Succinato deshidrogenasa Oxidación FAD FADH2

VIII. Fumarato 8. Fumarato Hidratasa Adición (H2O) H2O

IX. L-Malato 9. Malato deshidrogenasa Oxidación NAD+ NADH + H+

X. Oxalacetato 10. Citrato sintasa Condensación

Visión simplificada y rendimiento del proceso

El paso final es la oxidación del ciclo de Krebs, produciendo un oxaloacetato y dos CO2.

El acetil-CoA reacciona con una molécula de oxaloacetato (4 carbonos) para formar citrato (6 carbonos), mediante una reacción de condensación.

A través de una serie de reacciones, el citrato se convierte de nuevo en oxaloacetato.

Durante estas reacciones, se substraen 2 átomos de carbono del citrato (6C) para dar oxalacetato (4C); dichos átomos de carbono se liberan en forma de CO2

El ciclo consume netamente 1 acetil-CoA y produce 2 CO2. También consume 3 NAD+ y 1 FAD, produciendo 3 NADH + 3 H+ y 1 FADH2.

El rendimiento de un ciclo es (por cada molécula de piruvato): 1 ATP, 3 NADH +3H+, 1 FADH2, 2CO2.

Cada NADH, cuando se oxide en la cadena respiratoria, originará 2,5 moléculas de ATP (3 x 2,5 = 7,5), mientras que el FADH2 dará lugar a 1,5 ATP. Por tanto, 7,5 + 1,5 + 1 GTP = 10 ATP por cada acetil-CoA que ingresa en el ciclo de Krebs.

Cada molécula de glucosa produce (vía glucólisis) dos moléculas de piruvato, que a su vez producen dos acetil-COA, por lo que por cada molécula de glucosa en el ciclo de Krebs se produce: 4CO2, 2 GTP, 6 NADH + 6H +, 2 FADH2; total 32 ATP.

...