Ciclo De Krebs

El ciclo de Krebs es una ruta metabólica, es decir, una sucesión de reacciones químicas, que forma parte de la respiración celular en todas las células aeróbicas. En células eucariotas se realiza en la mitocondria. En las procariotas, el ciclo de Krebs se realiza en el citoplasma, específicamente en el citosol.

En organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es parte de la vía catabólica que realiza la oxidación de glúcidos, ácidos grasos y aminoácidos hasta producir CO2, liberando energía en forma utilizable (poder reductor y GTP). El metabolismo oxidativo de glúcidos, grasas y proteínas frecuentemente se divide en tres etapas, de las cuales el ciclo de Krebs supone la segunda.

 En la primera etapa, los carbonos de estas macromoléculas dan lugar a moléculas de acetil-CoA de dos carbonos, e incluye las vías catabólicas de aminoácidos (p. ej. desaminación oxidativa), la beta oxidación de ácidos grasos y la glucólisis.

 La tercera etapa es la fosforilación oxidativa, en la cual el poder reductor (NADH y FADH2) generado se emplea para la síntesis de ATP según la teoría del acomplamiento quimiosmótico.

El ciclo de Krebs también proporciona precursores para muchas biomoléculas, como ciertos aminoácidos. Por ello se considera una vía anfibólica, es decir, catabólica y anabólica al mismo tiempo. El Ciclo de Krebs fue descubierto por el alemán Hans Adolf Krebs, quien obtuvo el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1953, junto con Fritz Lipmann.

Funciones del ciclo de Krebs:

 Produce la mayor parte del dióxido de carbono en los tejidos animales.

 Es la mayor fuente de coenzimas que impulsan la producción de ATP en la cadena respiratoria.

 Dirige el exceso de energía hacia la biosíntesis de ácidos grasos, por lo cual permite el almacenamiento energético.

 Proporciona precursores para la biosíntesis de proteínas y ácidos nucleicos.

 Sus componentes regulan directamente (producto- precursor) o indirectamente (alostéricamente) otras rutas metabólicas.

Componentes del ciclo de Krebs

Se compone de ocho reacciones son:

 Reacción 1. Formación de citrato. Es una reacción de condensación catalizada por la enzima citrato sintasa. El uso de agua es lo que libera la reacción del uso de energía. El grupo metílico del acetilo reacciona con el carbonilo del oxalacetato. La condensación es del tipo aldolica y es seguida de un hidrolisis. En el sitio activo del citrato cinasa se forma un intermediario: el citril-CoA. Este intermediario es transitorio y una hidrolisis hace que sean liberados inmediatamente citrato y CoA-SH. La hidrolisis ocurre a nivel del enlace tioester, y esta reacción es lo que genera una alta liberación de energía que vuelve exergonica la actividad de la citrato sintasa.

 Reaccion 2. Formacion del isocitrato. En la enzima aconitasa se cataliza una reacción de isomerización via la síntesis de un intermediario, el cis-aconitato, que nunca abandona el sitio activo de la enzima. Esta transformación es reversible, y consiste en una hidratación y deshidratación sucesivas. Esto genera el intercambio de un H con el OH. La isomerización del citrato en isocitrato es indispensable para permitir las reacciones de oxidación sucesivas. La aconitasa contiene átomos de Fe no unidos a un grupo hemo. Estos cuatro átomos se asocian a grupos sulfuro formando complejos 4Fe-4S. Tres grupos sulfuro son de origen inorgánico, mientras que el cuarto proviene de un Cys. El complejo 4Fe-4S cataliza la reacción de deshidratación y rehidratación, mantiene secuestrado al cis-aconitato y evita el uso de energía por parte de la aconitato citrasa. Este tipo de proteínas se conocen como ferrosulfuradas. El doble enlace del cis-aconitato permite la adición de H2O en cualquier carbono. La reacción enzimática puede por ello producir tanto citrato como isocitrato. La reacción, sin embargo, tiende a la generación de citrato antes que a la formación de isocitrato (en una mezcla a pH7.4 y 25°C solamente el 10% contiene isocitrato) ¿cómo se avanza, entonces, en el ciclo?. En la mitocondria, el isocitrato liberado del sitio activo de la enzima es inmediatamente aprovechado por la siguiente enzima en la siguiente reacción. Cuando se produce citrato, la aconitasa vuelve a reaccionar con este, hasta que la reacción favorezca alisocitrato.

 Reaccion 3. Oxidación y descarboxilación del isocitrato. El isocitrato reacciona inmediatamente con la isocitrato deshidrogenasa. Esta es la primera de las cuatro reacciones deoxidación. Para esta reacción es necesaria la presencia de NAD+ como cofactor. En todas las células hay dos tipos de isocitrato deshidrogenasa, una variedad que requiere NAD+ como cofactor, y otra que requiere NADP+. El intermediario de esta reacción es el oxalsuccinato, que en el sitio activo

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