ciclo do Ácido cítrico ou ciclo de krebs ou ciclo dos …docentes.esalq.usp.br/luagallo/bioquimica...
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Vias da Respiração Celular
Citosol
Glicólise
Glicose Piruvato
ATP GTP ATP
NADH
Ciclo de
Krebs
Cadeia
transp.
elétrons
Mitocôndria
NADH2
1 Glicose
2 Piruvato
2 Acetil CoA
4 CO2 + 4 H2O
glicólise (10 reações sucessivas)
animal, plantas e muitas células
microbianas (condições aeróbicas)
O2
O2
Ciclo do Ácido
Cítrico
CO2
2 Etanol + 2 CO2 2 Lactato
fermentação alcoólica em
leveduras (condições
anaeróbicas)
fermentação lática no músculo,
eritrócitos, microrganismos, etc
(condições anaeróbicas)
A maioria das células eucarióticas e muitas bactérias
são aeróbicas oxidam os compostos orgânicos
completamente até CO2 e H2O. Nestas condições, o
piruvato formado na glicólise é totalmente oxidado a CO2
e H2O na fase aeróbica do catabolismo chamada
respiração.
Respiração: 3 fases
Produção de acetil-CoA
Glicose
Glicólise
E1 = Piruvato desidrogenase
E2 = Desidrolipoil transacetilase
E3 = Desidrolipoil desidrogenase
*Mitocôndria de eucariotos e citosol de
procariotos
Complexo piruvato desidrogenase
Tiamina Pirofosfato (TPP) - vitamina B1
Flavina Adenina Dinucleotídeo (FAD) - vitamina B2
Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo (NAD) - niacina
Coenzima A (CoA) - pantotenato
Lipoato (ácido lipoil)
Cofatores e coenzimas
Oxidação acetil-CoA (reações do ciclo do ácido cítrico)
1. Formação do citrato
2. Formação do isocitrato via cis-aconitase
3. Oxidação do isocitrato a -cetoglutarato e formação de CO2
4. Oxidação do -cetoglutarato a succinil-CoA e formação de CO2
5. Conversão da succinil-CoA para succinato
6. Oxidação do succinato a fumarato
≈
Inibidor competitivo
*fosforilação ao
nível de substrato
piruvato carboxilase
Piruvato + HCO3- + ATP oxaloacetato + ADP + Pi
(Fígado, rim)
PEP carboxiquinase
Fosfoenolpiruvato + CO2 + GDP oxaloacetato + GTP (Coração, músculo esquelético)
PEP carboxilase
Fosfoenolpiruvato + HCO3- oxaloacetato + Pi
(Vegetais superiores, levedura, bactérias)
enzima málica
Piruvato + HCO3- + NAD(P)H malato + NAD(P)+
(Largamente distribuída nos eucariotos e procariotos)
Reações anapleoróticas:
Repõem intermediários do ciclo do ácido cítrico que servem como
precursores biossintéticos
Regulação do ciclo do ácido cítrico
Pontos de regulação no ciclo do ácido cítrico:
- Conversão do piruvato em acetil-CoA
- Entrada do acetil-CoA no ciclo
- Reações da isocitrato e -cetoglutarato
desidrogenase no ciclo
Cadeia respiratória
É o processo responsável pela maior parte
da síntese de ATP pelos organismos
aeróbicos, e é direcionada pela
transferência de elétrons ao O2 .
Em células procarióticas ocorre na
membrana plasmática, e em eucariotos, na
membrana interna das mitocôndrias.
Complexo II: Succcinato para Ubiquinona
(Succcinato desidrogenase)
Succcinato desidrogenase é única enzima ligada a membrana no ciclo do ácido
cítrico. Possui FAD ligado covalentemente. Os eletrons passam do succcinato
para FAD e depois para proteínas Fe-S e seguem para a Ubiquinona
Complexo III: Ubiquinona para citocromo c
Rendimento Energético em Aerobiose:
Considerando a oxidação total do acetil-CoA pelo Ciclo do ácido cítrico e cadeia
respiratória:
1 acetil-CoA
2CO2
3 NADH + H+ ------------------ 3 x 3 = 9 ATP
1 FADH2 ------------------------- 1 x 2 = 2 ATP
1 GTP -------------------------------------- 1 ATP Total: 12 ATP
Resumindo:
1 acetil-CoA 2 CO2 + 4 H2O + 12 ATP
Cada moI de acetil-CoA oxidado completamente (até CO2 e H2O) pelo ciclo do
ácido cítrico e cadeia respiratória propicia a formação de 12 moles de ATP.
C6H12O6 (glicose)
2 Piruvato
2 Acetil-CoA ------------------------------ 2 x 12 = 24 ATP
ciclo de Krebs e cadeia respiratória
Total = 38 ATP
2 ATP ----------------------------- 2 ATP
2 NADH + H+ ---------- 2 x 3 = 6 ATP
2 CO2
2 NADH + 2 H+ -------- 2 x 3 = 6 ATP
Cálculo do rendimento energético da combustão completa da glicose até CO2 e
H2O:
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O G = -686.000 cal/moI
ATP ADP + Pi G = -8.000 cal/moI
São produzidos, 38 moles de ATP por mol de glicose oxidada. O rendimento será:
686.000 cal ------------------- 100%
38 x 8.000 cal ----------------- R
R = 38 x 8.000 x 100 = 44,3%
686.000
44,3% da energia posta em disponibilidade é utilizada para a síntese de ATP. O
restante (100 - 44,3 = 55,7%) é dissipada na forma de calor, servindo apenas
para aquecer o meio onde a reação se processa.