Citosol. Matriz mitocondrial. La glucolisis (glucosa - piruvato) se produce en el citosol

Transcripción

1 CICLO DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS o de Krebs Piruvato La glucolisis (glucosa - piruvato) se produce en el citosol Citosol Piruvato Matriz mitocondrial Oxalacetato Ciclo Krebs Citrato El piruvato entra a la matriz mitocondrial y allí se descarboxila a acetil-coa Éste se degrada por el ciclo de Krebs hasta CO 2

2 Es una ruta metabólica cíclica, c clica, formada por 8 reacciones, donde 2 C se oxidan hasta CO2 y se recupera gran cantidad de energía a química: GTP, NADH y FADH 2 Acetil-CoA oxalacetato citrato Enzimas del C. de los Á.. T.: 1 Citrato sintasa 2 Aconitasa 3 Isocitrato DH 4 a-cetoglutaratoa DH 5 Succinil-CoA sintasa 6 Sucinato DH 7 Fumarasa 8 Malato DH malato fumarato sucinato Ciclo isocitrato α-cetoglutarato Succinil-CoA

3 1.- Síntesis del citrato: citrato sintasa En la 1ª 1 reacción n del ciclo se van a condensar el acetilo que entra (acetil( acetil- CoA) ) con la molécula cebadora del ciclo, el oxalacetato. La síntesis del citrato pasa por la condensación del grupo ºmetilo del acetil-coa al C carbonilo del oxalacetato; la salida de la CoA genera el citrato, que tiene un C (C 3 ) pro-quiral. Citrato sintasa Oxalacetato Acetil-CoA Citril-CoA Citrato El C central del citrato es pro-quiral porque tiene dos radicales iguales, y cualquier transformación n de uno de ellos, le convertirá en C quiral

4 2.- Isomerización n del citrato: aconitasa Citrato Cis-Aconitato Isocitrato La aconitasa cataliza la pérdida de una molécula de H 2 O y la adición de otra molécula de H 2 O estereo-específicamente, entre 2 C (el proquiral y el vecino, ambos corresponden a C del oxalacetato). Simil gráfico del centro activo de la aconitasa: la reacción es estereoespecífica. El ordenamiento espacial de los sustituyentes del C proquiral es definitorio.

5 3.- Descarboxilación oxidativa del isocitrato: isocitrato Isocitrato Isocitrato Isocitrato Oxalosuccinato α-cetoglutarato La descarboxilación oxidativa que genera un ceto-ácido, cido, que a continuación n sufre otra descarboxilación oxidativa. En esta parte, esta reacción n y la siguiente, se producen los 2 CO2 que se desprenden del ciclo. Después s el ciclo se dedica a recuperar la molécula cebadora,, el oxalacetato,, pero en una serie de reacciones que también n rinden energía.

6 4.- Descarboxilación oxidativa del α-cetoglutarato: α-cetoglutarato a-cetoglutarato α-cetoglutarato Succinil-CoA La a-cetoglutarato es un complejo enzimático similar (estructura y función) a la piruvato E1-a-cetoglutarato E2-Lipoil-transsuccinilasa E3-Dihidrolipoamida TPP Lipoamida FAD Descarboxi. oxidativa Transsuccinilación Oxidación H 2 -lipoamida Coenzimas unidos a E E1- TPP E2- Lipoamida E3 - FAD Cofactores solubles CoA-SH NAD+

7 5.- Hidrólisis del succinnil-s-coa CoA: succinil-coa sintasa La energía liberada en la hidrólisis del acil-tio-éster, succinil-s-coa, se acopla en la fosforilación del GDP; FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO Succinil-CoA La succinato es una flavoenzima situada en la membrana interna mitocondrial, tipo complejo II de la C.T.E.M. succinil-coa sintasa Succinato Succinato 6.- Oxidación n del succinato: succinato succinato Fumarato

8 7.- Deshidratación n del malato: fumarasa La fumarasa cataliza la formación del isómero trans del malato. fumarasa Fumarato Malato 8.- Oxidación n del malato: malato malato Malato Oxalacetato

9 BALANCE: Hay que tener en cuenta que los 2 C que salen como CO 2, no son los C que entran al ciclo como Acetil-CoA. En el CAT: el acetil (2C) se oxida a 2 CO 2 Y se producen coenzimas reducidas (NADH y FADH2) que transfieren los e-e a la C.T.E.M. acoplada a la fosforilación n de ADP para producir ATP. En cada vuelta se forman: 3 NADH 1 FADH2 1 GTP que equivalen a 12 ATP GTP

10 Ecuaciones del balance energético de la oxidación de una molécula de glucosa a CO2 y H2O (Degradación en condiciones aerobias) glucosa + 10 NAD+ + 2FAD + 2ADP + 4Pi + 2GDP > 6CO NADH + 2FADH2 + 2ATP + 2GTP glicolisis + descarboxilación oxidativa del piruvato + ciclo de Krebs: GLICOLISIS - Glucosa ---> 2 piruvato 2 ATP 2 NADH DES. OX. - 2 pir ---> 2 acetil-coa+2co2 2 NADH C.A.T. - 2 acetil-coa ---> 4 CO2 2 GTP 6 NADH 2FADH2-1 NADH en la mitocondia produce 3 ATP 30 ATP -1 FADH2 en la 2 ATP 4 ATP En resumen 4 ATP +30 ATP + 4 ATP = 38 ATP glucosa + 6 O ADP + 38 Pi > 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP

11 REGULACIÓN del ciclo de los ácidos Tricarboxílicos El ciclo esta controlado por la carga energética celular: NADH, ATP inhiben ADP, AMP activan

12 Otras funciones del CAT: carácter cter ANFIBÓLICO Algunos intermediarios del C.A.T.. se utilizan con fines anabólicos: Aminoácidos, glucosa Lípidos Grupo hemo y Algunos nutrientes proporcionan metabolitos intermediarios que alimentan al CAT

13 Otras funciones del CAT: Su relación n con el CICLO DEL GLIOXILATO Dos enzimas: Isocitrato liasa Malato sintasa Glucosa Acetil-CoA Acetato Ácidos grasos Entran dos Acetil-CoA en el ciclo y se produce un succinato (no sale CO2), además se mantiene la conexión con el CAT. Oxalacetato 4C Malato Acetil-CoA 2C Citrato sintasa Citrato 6C Aconitasa En la germinación de semillas tiene una gran importancia, el acetil- CoA procedente de los Ac grasos se puede convertir en glucosa u otras moléculas Malato 4C Malato sintasa Fumarato 4C Glioxilato 2C Succinato 4C Isocitrato liasa Isocitrato 6C Ciclo ácido cítrico Pasos del 3 al 5 cortados