OXIDACIÓN DEL PIRUVATO Y CICLO DE KREBS. Dra. Carmen Aída Martínez

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1 OXIDACIÓN DEL PIRUVATO Y CICLO DE KREBS Dra. Carmen Aída Martínez

2

3 Fuentes de Acetil CoA

4

5 Metabolismo del Piruvato

6 Descarboxilación oxidativa del piruvato

7 Puente entre los hidratos de carbono y en ATC PIRUVATO Producto final de glucólisis aeróbica que ingresa a mitocondria por cotransporte unidireccional Forma acetil CoA por descarboxilación a través de este complejo

8 Descarboxilación oxidativa Oxidación del piruvato NAD NADH + H Piruvato CoA Acetil-CoA CO 2

9 Piruvato deshidrogenasa Localizado en la mitocondria Complejo multienzimatico 3 enzimas Piruvato deshidrogenasa (E 1 ) Dihidrolipoil transacetilasa (E 2 ) Dihidrolipoil deshidrogenasa (E 3 ) 5 coenzimas Acido lipoico Pirofosfato de tiamina FAD NAD CoA Sustrato: piruvato producto: Acetil-CoA

10 El complejo a cetoglutarato deshidrogenasa utiliza 5 coenzimas diferentes Difosfato de tiamina Lipoamida NAD (niacina) FAD (Riboflavina) CoA (A. Pantotenico)

11 Lipoamida Deriva del ácido lipoico Estado oxidado Estado reducido

12

13 Paso 1 El piruvato se une al TPP Formando Hidroxietil tiamina pirofosfato

14 Paso 1 Se pierde un carbono en forma de CO 2

15 Paso 2 Traslado del grupo hidroxietilo al primer brazo de la lipoamida (Acetil dihidrolipoamida)

16 Paso 2 Traslado del grupo hidroxietilo al primer brazo de la lipoamida (Acetil dihidrolipoamida)

17 Paso 3 Traslado del grupo acetilo a la CoA-SH (Acetil CoA y Dihidrolipoamida)

18 Paso 4 Transferencia de 2 electrones de la lipoamida al FAD Lipoamida es oxidada de nuevo y el FAD se reduce

19 Paso 5 El FAD es oxidado por el NAD NAD es reducido (NADH)

20 Complejo piruvato deshidrogenasa

21 REGULACIÓN DE PIRUVATO DESHIDROGENASA MODIFICACIONES ALOSTÉRICAS Por sus productos finales Acetil CoA y NADH (ATP) MODIFICACIONES COVALENTES Por Fosforilación (Cinasa) Por desfosforilación (fosfatasa)

22 REGULACIÓN COMPLEJO PD NADH, Acetil CoA y ATP efectores alostéricos negativos Inhibidores Glucagón: activan Cinasa (P) Disminución de NADH, Acetil CoA y ATP Activadores Insulina: activa Fosfatasa

23 CICLO DE KREBS

24

25 Ciclo de los Ácidos Tricarboxílicos (ATC) Vía común del metabolismo de todos los combustibles (grasas, Carbohidratos y proteínas) Localizado en mitocondria Utiliza coenzimas reductoras para generación de ATP en cadena respiratoria Consiste en ocho reacciones enzimáticas, todas ellas mitocondriales

26 Ciclo de Krebs Catabólico Anfibólico Anabólico

27 Base común para varias vías metabólicas (gluconeogénesis, conversión de carbohidratos en lípidos, fuente de aminoácidos no esenciales, succinil CoA, síntesis del Hemo) Otros aminoácidos Pirimidinas Piruvato Acetil CoA Oxalacetato Aspartato Citrato Acidos grasos esteroles Purinas Succinil CoA a Cetoglutarato Porfirinas, hemo Glutamato Otros aminoácidos

28 Catabolismo: libera energía en forma de equivalentes reductores y grupo fosforilo (ATP)

29 MATRIZ

30 CICLO DE KREBS

31

32 DEL ACIDO CITRICO

33 DE ACIDO TRI CARBOXILICO

34

35 1. Formación del Citrato El citroil-coa es un intermediario transitorio de la reacción La hidrólisis del enlace tioésterdel intermediario hace que la reacción sea exergónica

36 2. Formación de isocitrato vía cis-aconitato La aconitasa contiene un centro hierro-azufre que actúa como centro de fijación de sustratos y centro catalítico

37 3. Oxidación del isocitrato a α- cetoglutarato y CO2 Existen dos formas diferentes de isocitrato deshidrogenasa: NAD dependiente (matriz mitocondrial) NADP dependiente (matriz mitocondrial y citosol)

38 4. Oxidación del α-cetoglutarato a succinil-coa y CO2 El complejo de la α-cetoglutarato deshidrogenasa es muy parecido al complejo piruvato deshidrogenasa, tanto en estructura como en función, requiere difosfato de tiamina, lipoato, NAD, FAD y CoA

39 a Cetoglutarato deshidrogenasa Localizado en la mitocondria Complejo multienzimatico 3 enzimas Alfa cetoglutarato deshidrogenasa (E 1 ) Dihidrolipoil transsucciniilasa(e 2 ) Dihidrolipoil deshidrogenasa (E 3 ) 5 coenzimas Acido lipoico Pirofosfato de tiamina FAD NAD CoA Sustrato: alfa cetoglutarato Producto: succinil CoA

40 5. Conversión del succinil-coa en succinato Succinil CoA sintetasa La formación acoplada de GTP (o ATP) a expensas de la energía liberada por la decarboxilación oxidativa del α-ceto-glutarato es otro ejemplo de fosforilación a nivel del sustrato

41 6. Oxidación del succinato a fumarato En eucariotas, la succinato deshidrogenasa se encuentra unida a la membrana mitocondrial interna, contiene tres centros hierro-azufre diferentes y una molécula de FAD unida covalentemente. El malonato es un fuerte inhibidor competitivo de esta enzima

42 7. Hidratación del fumarato y producción de malato Esta enzima es específica para el fumarato y el L-malato

43 8. Oxidación del malato a oxalacetato

44

45 Generación de fosfato de alta energía en el catabolismo de la glucosa

46 Vías Anapleróticas Ana: arriba Plerotikos: llenar Son reacciones que reponen intermediarios del ciclo

47 Principales vías biosintéticas y anapleróticas

48 Regulación del ciclo de Krebs Disponibilidad de sustratos Necesidad de intermediarios como precursores biosintéticos Demanda de ATP El factor regulador más importante es la relación intramitocondrial de [NAD+] / [NADH]

49 Regulación del ciclo de Krebs Citrato sintasa Inhibidores: NADH, succinil-coa, citrato, ATP Activadores: ADP Isocitrato deshidrogenasa Inhibidores: NADH Activadores: Ca++, ADP α-cetoglutarato deshidrogenasa Inhibidores: succinil-coa, NADH Activadores: Ca++

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