Descarboxilación Oxidativa Del Piruvato Y Ciclo De Krebs

DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL PIRUVATO Y CICLO DE KREBS

Cuando hay oxígeno, el piruvato va por la oxidación completa, porque sus reacciones son altamente favorecidas, exergónicas. El piruvato se convertirá en acetilCoA, que es el punto de entrada hacia el ácido cítrico. Luego, las CoA reducidas, entregan sus electrones a las cadenas respiratorias.

Descarboxilación oxidativa del piruvato y ciclo de Krebs, en células eucariotas, ocurren en mitocondrias (principal sitio de consumo de O2 y producción de ATP). Esta tiene doble membrana, la externa se caracteriza por ser libremente permeable a moléculas pequeñas y iones, por la presencia de proteína porina, que forma poros, canales, que permiten la difusión de estas moléculas pequeñas del citosol, llegando al espacio intermembranoso. En este lugar, se encuentra la membrana intramitocondrial, extensa que forma las crestas mitocondriales. Es una membrana impermeable (permeabilidad selectiva, requerirá transportadores específicos) a la mayor parte de moléculas pequeñas e iones. Acá se ubican los transportadores de electrones para respiración celular, el intercambiador ATP-ADP, la ATP sintasa y transportadores de membrana.

El interior de la mitocondria (matriz), contiene el complejo piruvato descarboxilasa, enzimas de ácidos cítricos, enzimas de βoxidación de ácidos grasos, enzimas de oxidación de aminoácidos, DNA mitocondrial (cromosoma circular), ribosomas, ARNm, ARNt (para la transcripción) y muchos intermediarios metabólicos, algunos exclusivos de la matriz mitocondrial.

El piruvato atraviese fácilmente la membrana externa, pero cuando llega al espacio intermembrana, tendrá que ingresar por un receptor específico, symporte con protones o antiporte con OH- .

Una vez que el piruvato alcanzó la matriz mitocondrial, se encuentra con el piruvato deshidrogenasa, un complejo asociada por varias enzimas.

El complejo piruvato deshidrogenasa cataliza la reacción solo en el sentido de AcetilCoA, siendo una reacción irreversible. No hay posibilidad que el AcetilCoA forme piruvato. Esta reacción, en condiciones estándar, es ya muy exergónica.

El piruvato deshidrogenasa realiza la descarboxilación del piruvato de manera irreversible en la matriz mitocondrial. Tiene 3 enzimas (E1: piruvato deshidrogenasa requiere tiamina pirofosfato, es la enzima encargada de hacer la descarboxilación del piruvato) (la E2: dihidrolipoil transacetilasa requiere como cofactor al ácido lipoico y CoA(pantotenato)) (E3: dihidrolipoil deshidrogenasa, requiere cofactor FAD (riboflavina) y NAD (niacina), el FAD acepta electrones y este le cede al NAD, y este sale como coenzima reducida) y 5 coenzimas. Está regulada alostéricamente y por modificación covalente.

La coenzima A (cofactor del E2, que acepta electrones y protones de la oxidación del piruvato), derivada del ácido pantoteoico, es importante en toda transferencia de grupos acilos (ácidos grasos).

Toda esta reacción de descarboxilación, no pertenece a vía glicolítica ni a ciclo de Krebs.

Al generar ActilCoA, podemos alimentar al ciclo de Krebs. Los carbonos del AcetilCoA son originales de la glucosa, estos asl entrar al ciclo, se condensan en una molécula de 6 carbonos, al fusionarse con el oxalacetato. Al ciclo de Krebs se le conoce como el ciclo del ácido cítrico o ciclo de ácidos tricarboxílicos.

Una vez condensado el AcetilCoA, se forma el citrato, luego pasa a formar el isocitrato, luego se oxida (aceptores de electrones es el NADH) este y salen carbonos oxidados. El enlace entre Succinato-CoA es rico en energía. Al romperse este enlace, se libera energía y se forma un GTP, ocurriendo una fosforilación a nivel de sustrato. La mayor parte del ATP se produce ne fosfosrilación oxidativo de las células y a las que no forman ATP son fosforilaciones a nivel de sustrato.

En la amtriz mitocondrial hay una enzima que hace intercambio de nucleótidos, que permite generar energía.

Succinato es un compuesto de 4 carbonos. De a partir de acá, las reacciones están destinadas a formar oxalacetato.

El CO2 ya no lo aprovechamos, es producto del metabolismo que es eliminado en el proceso de la respiración. Acá se pierden o salen como CO2 los carbonos.

Por cada AcetilCoA salen 2 CO2. En esta reacción no se produce agua, solo se consumo.

La mayor parte de enzimas están solubles en amtriz mitocondrial excepto la succinato deshidrogenasa que es un componente del complejo respiratorio 2, por lo que estará en membrana interna mitrocondrial (mirando hacia la matriz).

Reacción 1:

En esta, AcetilCoA (procedente de la degradación de la glucosa) se condensa con oxalacetato y se forma el citrato. La enzima que cataliza esta reacción es la citrato sintasa. Esta mete agua y se libera una coenzima A. Es irreversible, altamente exergónica.

Reacción 2:

La enzima aconitasa viene porque se forma un intermediario entre el citrato e isocitrato. (ácido cisaconítico)

La conitasa quita el grupo OH y H del citrato y los vuelve a colocar pero cambiando la posición de estos en los carbonos. (reversible)

Reacción 3:

El isocitrato (tiene carbón asimétrico) es reconocida por la enzima isocitrato deshidrogenasa (usa NAD o NADP, para formar NADH O NADPH). Ocurre una descarboxilación y se produce la α-cetoglutarato (5C). Es exergónica.

Reacción 4:

Actúa el complejo α-cetoglutarato deshidrogenasa, formado por 3 complejos mencionados anteriormente. Es un prototipo

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