TEMA 19. Ciclo del ácido cítrico (ciclo de los ácidos tricarboxílicos o de Krebs)

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1 . Ciclo del ácido cítrico (ciclo de los ácidos tricarboxílicos o de Krebs) Importancia del ciclo de Krebs como encrucijada metabólica. Formación del acetil-coenzima-a: el complejo piruvato deshidrogenasa. Reacciones oxidativas del ciclo. Balance energético. Naturaleza anfibólica del ciclo: conexiones con rutas biosintéticas. Reacciones anapleróticas. Regulación del ciclo de Krebs BIOQUÍMICA-1º de Medicina Departamento Biología Molecular M. Dolores Delgado ESQUEMA GENERAL DEL METABOLISMO Proteínas Acidos Nucleicos Polisacáridos Lípidos Aminoácidos Nucleótidos Monosacáridos Glicerol Acidos Grasos Glucosa Urea Piruvato AcetilCoA CATABOLISMO ANABOLISMO CO 2 O 2 H 2 O e - 2

2 PROCEDENCIA Y DESTINOS DEL ACETIL-CoA PROTEÍNAS GLUCOSA TAG AA CETOGÉNICOS PIRUVATO AC. GRASOS GLICEROL ACETIL-CoA Sintesis de CUERPOS CETÓNICOS CICLO KREBS Sintesis de AC. GRASOS Sintesis de ESTEROIDES CO2 + H2O 3 COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA Piruvato complejo piruvato-dh (E1+E2+E3) Acetil-CoA Descarboxilación oxidativa del piruvato. Irreversible. En la mitocondria. Complejo multienzimático: tres enzimas; cinco coenzimas. Regulación alostérica y por modificación covalente. Prototipo de otros dos complejos: α-cetoglutaratodh (ciclo Krebs) y α-cetoácidodh (deg. aminoácidos) Coenzimas: TPP (vit. B1, tiamina) FAD (vit B2, riboflavina) NAD + (vit B3, niacina) CoA (vit B5, pantotenato) Lipoato Enzimas: E1 = piruvato DH (TPP) E2 = dihidrolipoil transacetilasa (lipoato, CoA) E3 = dihidrolipoil deshidrogenasa (FAD, NAD + ) 4

3 COMPLEJO PIRUVATO-DH Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega Coenzima A grupo tiol reactivo (Vit B5) Tioester, alta energía (ΔG 0 =- 32,2 kj/mol) 6

4 VITAMINA COENZIMA ENZIMA Grupo transportado B1, Tiamina TPP Piruvato deshidrogenasa Aldehido α-ceto-glutarato DH α-cetoácido DH B2, Riboflavina FAD,FMN Deshidrogenasas electrones (flavoproteínas) B3, Niacina NAD, NADPH Deshidrogenasas electrones B5, Pantotenato CoA Pir-DH, α-kg -DH, acilos acil-coa sintetasas... B6, Piridoxina Piridoxal fosfato Aminotransferasas amino (Glucógeno fosforilasa) B8, Biotina Biotina Carboxilasas CO 2 B9, Folato Tetrahidrofolato Metab. aminoácidos y pirimidinas grupos monocarbonados B12, cobalamina CoenzimaB12 Catab. aminoácidos hidrógenos 7 CICLO DE KREBS CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO CICLO DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1953 "for his discovery of the citric acid cycle" "for his discovery of coenzyme A and its importance for intermediary metabolism" LOCALIZACIÓN: Hans Adolf Krebs Fritz Albert Lipmann MITOCONDRIA. Todas las células que contienen mitocondrias (excepciones: eritrocitos, retina ) FUNCIÓN: - CATABÓLICA. Oxidación de glúcidos, acidos grasos y proteínas para GENERAR ENERGÍA - ANABÓLICA. Algunos intermediarios son precursores biosintéticos VISIÓN GENERAL: - Serie cíclica de 8 reacciones que oxidan el acetil-coa a CO 2. Se forma, NADH y FADH2. - AERÓBICO. Ausencia de O 2 inhibe el ciclo 8

5 VISIÓN GLOBAL DEL CICLO DE KREBS Y BALANCE ENERGÉTICO Acetil-CoA 2C Citrato 6C Oxalacetato Isocitrato 6C Malato α-cetoglutarato 5C Fumarato Succinato Succinil-CoA Acetil-CoA + 3 NAD + + FAD + GDP + Pi + 2H 2 O 2 CO 2 + CoA + 3NADH + FADH 2 + GTP 9 CICLO DE KREBS Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega

6 PAPEL DEL CICLO DE KREBS EN EL ANABOLISMO Y REACCIONES ANAPLERÓTICAS (DE RELLENO) Glucosa Ácidos grasos Esteroides Aminoácidos Aminoácidos Aminoácidos Porfirinas Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega REGULACIÓN DEL CICLO DE KREBS + P inactiva E1 E1 activa Complejo Piruvato-DH, acetilcoa, NADH Citrato sintasa ADP Isocitrato-DH succinilcoa, NADH Complejo αcetoglutarato-dh 12

7 VISIÓN N GLOBAL DEL METABOLISMO GLUCÍDICO 13 METABOLISMO GLUCÍDICO. PUNTOS DE CONEXIÓN Y METABOLITOS CLAVE. 2 Glucosa 1 GLUCOSA-6-P 4 Glucosa-1-P Glucógeno 3 Fructosa-6-P 6-Fosfogluconato Ribosa-5-P + NADPH Glucosa-6-P 7 5 Lactato 8 PIRUVATO 6 oxalacetato 8 9 Alanina Colesterol C. Cetónicos 12 ACETIL-CoA 11 Acidos grasos 10 CO

8 GLUT2 RUTAS DEL METABOLISMO DE LA GLUCOSA EN DISTINTOS TEJIDOS GLUT1 GLUT3 hígado a) Transporte mediante GLUT b) Fosforilación de glucosa c) Ruta pentosas P d) Glucolisis e) Transporte de lactato eritrocitos GLUT4 cerebro GLUT4 f) Complejo PirDH g) Ciclo Krebs h) Glucogenogénesis i) Glucogenolisis j) Lipogénesis k) Gluconeogénesis l) Glucosa-6-fosfatasa m) Formación de glucurónicos (desintoxicación) músculo adipocitos Devlin, T.M. "Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones clínicas". Ed. Reverté Pag

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