Ciclo De Krebs
Enviado por cristina29061993 • 9 de Octubre de 2013 • 2.490 Palabras (10 Páginas) • 896 Visitas
BIOQUÍMICA
CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO
INTRODUCCIÓN
El ciclo del ácido cítrico es la vía central de metabolismo aeróbico. Consiste en una serie de reacciones que ocurren en las mitocondrias que dan lugar al catabolismo del acetil-CoA que provienen de la degradación de todos los principios inmediatos para ser oxidado completamente a CO2. EL ciclo de Krebs es la vía final común para la oxidación de las moléculas combustibles: aminoácidos, ácidos grasos y azúcares que producen energía química (ATP). Su nombre proviene del primer intermediario formado, el citrato. También se conoce como ciclo de los ácidos tricarboxílicos por que dos intermediarios de la vía son ácidos de este tipo.
DESARROLLO
HISTORIA DEL CICLO DE KREBS
En 1920 Thumberg, Batelli y Stern descubrieron que ácidos orgánicos como Succinato, Fumarato, Malato y Citrato, son rápidamente oxidados, estimulando en forma catalítica el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono. Posteriormente, descubrieron otros ácidos tricarboxílicos como el Isocitrato cis-Aconitato, que tiene el mismo efecto.
En 1935 Albert Szent –Gorgyi propone una secuencia para la oxidación enzimática del succinato:
Succinato Fumarato Malato Oxalacetato
Además, descubre que la adición de Oxalacetato produce un consume de oxigeno mucho mayor que el teóricamente necesario.
Ese mismo año Martius y Knoop determinan la secuencia enzimática de oxidación de citrato:
Citrato α-cetoglutarato Succinato
En 1937 Hans Adolph Krebs descubre que en condiciones anaeróbicas, la adición de oxalacetato al medio provoca la acumulación de Citrato. También encuentra que la inhibición específica de la enzima Succinato Deshidrogenasa con Malonato, anula el efecto catalítico de todos los ácidos, con acumulación de Succinato en forma proporcional a la cantidad añadida de ácido. También probó que en estas condiciones, la adición de oxalacetato restablece el consumo de Piruvato, pero en proporción 1 a 1 y no en forma catalítica, como descubrió Szent-Gorgyi.
Con base en sus resultados, Krebs propuso el esquema general del ciclo (figura 1) y demostró la existencia de todas las enzimas involucradas. Por la importancia de su contribución, el ciclo del ácido cítrico, de los ácidos tricarboxílicos también se conoce como ciclo de Krebs.
En 1945, Albert L. Lehninger y Eugene P. Kennedy, determinaron que el ciclo de Krebs se lleva a cabo en la matriz mitocondrial.
Fig. 1 Esquema del ciclo del ácido cítrico.
IMPORTANCIA DEL CICLO DE KREBS
La función principal del ciclo del ácido cítrico es actuar como la vía común final para la oxidación de carbohidratos, lípidos y proteínas. Esto se debe a que la glucosa, los ácidos graos y muchos aminoácidos se metabolizan a acetil-CoA o a los intermediarios del ciclo. Éste también participa de manera importante en la gluconeogénesis, transaminación, desaminación y lipogénesis. Varios de estos procesos se llevan a cabo en muchos tejidos, pero el hígado es el único en el cual todos están ampliamente representados. Por tanto, las repercusiones son profundas cuando, por ejemplo, grandes cantidades de células hepáticas se dañan o sustituyen por tejido conjuntivo, como en la hepatitis o la cirrosis agudas, respectivamente. Un testimonio silencioso de la importancia vital del ciclo del ácido cítrico radica en la escasa cantidad, si es que existe alguna, de anormalidades de estas enzimas identificadas en los humanos; se presuma que tales anormalidades son incompatibles con el desarrollo normal.
CONVERSIÓN DE PIRUVATO A ACETIL-COA POR EL COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA
La descarboxilación oxidativa del piruvato hasta acetil-CoA está catalizada por el complejo piruvato deshidrogenasa, un conjunto organiza de tres tipos de enzimas (Tabla 1). La reacción neta catalizada por este complejo es:
Piruvato + CoA + NAD+ acetil-CoA + CO2 + NADH
El mecanismo de esta reacción es más complicado de lo que sugiere su estequiometria. La tiamina pirofosfato (TPP), la lipoamida y el FAD sirven como cofactores catalíticos, además del CoA y el NAD+, los cofactores estequiométricos.
TABLA 1.- COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA DE E. COLI.
ENZIMA ABREVIATURAS NÚM. DE CADENAS GRUPO PROSTÉTICO REACCIÓN CATALIZADA
Componente piruvato deshidrogenasa E1 24 TPP Descarboxilación oxidativa del piruvato.
Dihidripoil-transacetilasa E2 24 Lipoamida Transferencia del grupo acetilo al CoA.
Dihidrolipoil-deshidrogenasa E3 12 FAD Regeneración de la forma oxidada de la lipoamida.
Hay cuatro etapas en la conversión del piruvato en acetil-CoA. Primera, el piruvato se descarboxila después de combinarse con el TPP.
Esta reacción está catalizada por el componente piruvato deshidrogenasa del complejo multienzimático.
Piruvato + TPP hidroxietil-TPP + CO2
Un aspecto clave del TPP, el grupo prostético del componente piruvato deshidrogenasa, es que el átomo de carbono entre los átomos de nitrógeno y de azufre del anillo tiazólico es mucho más ácido que la mayoría de los grupos =CH-.
Este se ioniza para formar un carbanión, el cual se adiciona fácilmente al grupo carbonilo del piruvato.
Piruvato + H+ + Carbanión del TPP compuesto de adición
Carbanión del TPP
El nitrógeno positivamente cargado del anillo del TPP actúa entonces como un pozo de electrones para estabilizar la formación de una carga negativa, necesaria para la descarboxilación.
La protonación produce entonces hidroxietiltiamina pirofosfato.
Segunda, el grupo hidroxietilo ligado al TPP se oxida hasta formar un grupo acetilo y se transfiere conjuntamente a la lipoamida. El oxidante en esta reacción es el grupo disulfuro de la lipoamida, que se convierte en la forma sulfhidrilo. Esta reacción catalizada por el componente piruvato deshidrogenasa produce acetil-lipoamida.
Hidroxietil-TPP + Lipoamida Carbanión de TPP + acetil-lipoamida
(Forma ionizada)
Tercera, el grupo acetilo se transfiere desde la acetillipoamida hasta el CoA para formar acetil-CoA. La dihidrolipoico transacetilasa cataliza también esta reacción. EL enlace tioester rico en energía queda preservado al transferirse al grupo acetilo al CoA.
Acetil-lipoamida + HS-CoA Dihidrolipoamida + Acetil-CoA
Cuarta, la forma oxidada de la lipoamida se regenera por la dihidrolipoico deshidrogenasa. Un ion hidruro se transfiere
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