domingo, 7 de febrero de 2016

Ciclo de Krebs

En el segundo nivel del proceso de respiración celular encontramos el ciclo de Krebs.
Se produce la condensación de acetil-CoA con oxalacetato para originar el ácido tricarboxílico, ácido cítrico.
A partir de este punto, se produce la oxidación de 2 carbonos del ácido cítrico a CO2 y en el proceso se originarán al reducirse a cambio, 3 moléculas de NADH, 1 de FADH2 y una de GTP (ATP).
El ciclo se divide en 2 fases diferentes:
1.       Generación del citrato y oxidación del C a CO2
2.       Regeneración del oxalacetato para iniciar una nueva ronda del ciclo

Reacciones

 

1.       Citrato sintasa.


Debido al ser muy exergónica, es muy irreversible.
Debido a su elevado grado de espontaneidad, mantiene las concentraciones de oxalacetato mitocondriales relativamente bajas.
Proporciona uno de los puntos de control de la ruta.
El citrato es una molécula muy simétrica. Un brazo carboximetilo viene del acetil-CoA y el otro del propio oxalacetato.

2.       Aconitasa:
Paso encaminado a la generación de un α-cetoácido.
La aconitasa funciona próxima al equilibrio.
Siempre isomeriza el alcohol al brazo que ha provenido del oxalacetato.
El isocitrato es un compuesto pro-quiral. Uno de los grupos carboximetilo se denomina pro-R y el otro se denomina pro –S.
El carboximetilo pro-S es el proveniente del acetil-CoA condensado con oxalacetato al inicio del ciclo.
El carboximetilo que se modifica por la acción de la aconitasa es el pro-R
Esta es la razón por la que los 2 carbonos que se oxidan a CO2 en una ronda del ciclo no son los carbonos provenientes del acetil-CoA que se ha coondensado con el oxalacetato en dicha ronda.

3.       Isocitrato deshidrogenasa.
Primera descarboxilación oxidativa del ciclo.
Existen en los mamíferos, una isoforma citosólica que emplea NADP+ como coenzima en lugar de NAD+ (aunque la isoforma mitocondrial también puede emplear NADP+)

4.       α-cetoglutarato deshidrogenasa.

Segunda descarboxilación oxidativa.
La enzima consiste en un complejo multienzimáticos similar al de la piruvato deshidrogenasa.
3 actividades enzimáticas análogas: α-cetoglutarato deshidrogenasa (E3), dihidrolipoil transuccinalasa (E2) y dihidrolipoil deshidrogenasa (E3).
5 coenzimas idéntidas a las de la piruvato deshidrogenasa y asociadas de manera análoga a ésta: TPP (E1), ácido lipoico (E2), CoASH (E2), FAD+ (E3) y NAD+ (E3).
Diferentes regulaciones.

Los dos carbonos que han entrado en este paso, no son los mismos que los que salen

5.       Succinil-CoA sintetasa


Se produce una fosforilación a nivel de sustrato.
En mamíferos la generación de GTP o ATP es tejido-dependiente. En el hígado suele generarse GTP, mientras que en el cerebro o corazón se genera ATP.
Energéticamente, GTP y ATP son equivalentes puestos que por medio de la nucleósido difosfato quinasa se interconvierten uno en otros fácilmente.


Una vez generado el succcinato, el resto de los pasos son destinados a regenerar el oxalacetato.

6.       Succinato deshidrogenasa


La oxidación de un alcano  a un alqueno requiere de una coenzima con mayor poder reductor que el NAD+.
Se emplea el FAD+ que permanece unido a este caso a la enzima por medio de un enlace covalente con una His.


Además, la enzima permanece asociada a la membrana interna de la mitocondria (a diferencia del resto de enzimas que participan en el ciclo y que se encuentran en la matriz mitocondrial).
La enzima es específica y sólo genera el isómero trans (fumarato) y no el cis (maleato)
Uno de los mejores ejemplos de inhibición competitiva con el malonato.

7.       Fumarato hidratasa o fumarasa.

En la fumarasa, le da igual en qué carbono (2 o 3) pone el OH, por lo que hay 50-50 en resultados.


8.       Malato deshidrogenasa

Aunque la reacción es muy endergónica, en condiciones estándar, la concentración de oxalacetato es muy baja en condiciones fisiológicas, lo que hace que la reacción sea exergónica.


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