Enzimas do Ciclo de Krebs

Pelo Dr. Catherine Shaffer, Ph. D. Revisto pelo Dr. Liji Thomas, MD

O ciclo de Krebs, também conhecido como o ciclo do ácido cítrico, é uma série de reações enzimáticas que libera a energia do armazenados hidratos de carbono, gorduras e proteínas.

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O Ciclo de Krebs foi proposto pela primeira vez por Hans Adolf Krebs, em 1937. O ciclo também produz precursores de aminoácidos e dinucleotídeo de nicotinamida adenina reduzido (NADH). É a principal via metabólica para todos os processos aeróbicos no tecido animal. Nos eucariotos, o ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial, enquanto nos procariotos ocorre no citosol.

etapas do ciclo de Krebs

Acetil-CoA é o ponto de partida para o ciclo de Krebs. Ao longo das oito reações do ciclo, três moléculas de NADH são produzidas e uma de flavina adenina dinucleotídeo (FAD/FADH2). A seguir estão as etapas do ciclo:

1. Acetil-CoA é combinado com oxaloacetato por citrato sintase, para formar uma molécula de seis carbonos. Em seguida, a molécula de ácido cítrico é liberada do complexo enzimático.
2. uma molécula de água é removida da posição 3 ‘no ácido cítrico e adicionada de volta na localização 4’ pela enzima aconitase, resultando em isocitrato.
3. Isocitrato desidrogenase catalisa a oxidação de um grupo 4 ‘ -OH de isocitrato para produzir alfa-cetoglutarato. Uma molécula de NAD é convertida em NADH.
4. o alfa-cetoglutarato é descarboxilado, convertendo outra molécula de NAD em NADH, por alfa-cetoglutarato desidrogenase, produzindo succinil CoA que é um composto instável.
5. a succinil-CoA sintetase catalisa a adição de um grupo fosfato livre ao difosfato de guanosina (PIB), criando trifosfato de guanosina. No processo, o Grupo CoA é liberado do succinil-CoA. A molécula resultante é succinato.
6. dois hidrogênios são liberados do succinato quando a Succinato desidrogenase reduz a moda para FADH2. A saída da reação é fumarato.
7. a Fumarase catalisa a adição do grupo an-OH ao fumarato, produzindo l-malato.
8. na reação final do ciclo, o oxaloacetato é regenerado pela oxidação do L-malato pela desidrogenase do malato. Uma molécula de NAD é convertida em NADH.

enzimas do ciclo de Krebs

as enzimas do ciclo de Krebs são proteínas de membrana encontradas dentro da matriz das mitocôndrias, exceto para Succinato desidrogenase, que é uma proteína de membrana integral bloqueada na membrana mitocondrial interna.

enquanto o NAD é o grupo protético usado para aceitar os prótons gerados durante as três etapas de oxidação, o FAD é usado pela Succinato desidrogenase. O destino final dessas coenzimas reduzidas é ser reoxidado entrando nas reações em cadeia de transporte de elétrons na membrana mitocondrial interna, quando o ATP é gerado.

algumas reações do ciclo de Krebs estão próximas do equilíbrio termodinâmico e, portanto, são bidirecionais. Esses incluem enzimas que interconvertem succinato, fumarato, malato e oxaloacetato. A reversibilidade das reações permite a geração de precursores para síntese de glicose, síntese de ácidos graxos e colesterol, anabolismo de aminoácidos, nucleotídeos e biossíntese de heme.

o ciclo de Krebs usa cerca de dois terços do oxigênio total consumido pelo corpo e gera cerca de ⅔ da energia. Ele desempenha um papel na gliconeogênese, transaminação, desaminação e lipogênese. Muito poucas anormalidades genéticas do ciclo de Krebs foram encontradas, possivelmente porque é fundamental para a sobrevivência.

Evolução do ciclo de Krebs

a Maioria das enzimas do ciclo de Krebs são codificados no núcleo em eucariotas. Acredita-se que os genes nucleares foram adquiridos a partir de genes mitocondriais ancestrais durante a evolução. Durante esse processo, conhecido como endossimbiose, as células começaram a viver em relações simbióticas.As mitocôndrias e o cloroplasto deveriam ter sido originalmente células de vida livre que eventualmente começaram a viver dentro de outras células. Antes deste evento, as enzimas do ciclo de Krebs podem ter operado apenas como etapas isoladas no hospedeiro e nas mitocôndrias.

diferentes isoformas das enzimas em diferentes compartimentos celulares podem ter surgido como resultado de eventos de transferência de genes. O processo pelo qual essas etapas isoladas no ciclo se uniram para formar um ciclo complexo e crítico necessário à vida ainda não é compreendido.

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Escrito por

Dr. Catherine Shaffer

Catherine Shaffer é um freelance de ciência e saúde do escritor a partir de Michigan. Ela escreveu para uma ampla variedade de publicações comerciais e de consumo sobre tópicos de Ciências da vida, particularmente na área de descoberta e desenvolvimento de drogas. Ela é Ph. D. em Química Biológica e começou sua carreira como pesquisadora de laboratório antes de fazer a transição para a escrita científica. Ela também escreve e publica ficção, e em seu tempo livre gosta de ioga, ciclismo e cuidar de seus animais de estimação.

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