El ciclo de Krebs o del ácido
cítrico o de ácidos tricarboxílicos es un ciclo metabólico que fue descubierto
en la década del 30 por el bioquímico Hans Krebs. Sucede en las mitocondrias y
comprende una serie de reacciones en la cual se produce oxidación total de
restos acetato, que provienen de muy distintos orígenes: glúcidos (por ejemplo
de la descarboxilación oxidativa del Piruvato), lípidos, aminoácidos. El
acetil-CoA actúa como alimentador del ciclo e inicia las reacciones combinándose
con oxaloacetato.
1) Formación de Ácido
Cítrico
El Acetil-CoA (que proviene,
por ejemplo de la descarboxilación oxidativa del Piruvato) se une al
oxaloacetato y se condensa, gracias a la enzima citrato sintasa dando como
resultado el citrato (forma iónica del ácido cítrico). Esta es una reacción
altamente exergónica debido a que se hidroliza el enlace tioéster de la Acetil
Coenzima A, lo que desplaza la reacción hacia la derecha y la hace irreversible.
2) Formación de Isocitrato
Luego, el citrato se convierte
en isocitrato por un proceso de isomerización que ocurre en dos pasos: primero,
se deshidrata a cisaconitaso (el citrato poseía 5 hidrógenos mientras que el
cisaconitato, 3) y se libera agua. Durante el segundo paso, se rehidrata es
decir que recupera esa molécula de agua y pasa a ser isocitrato. Ambas
reacciones son catalizadas por la misma enzima, la aconitasa.
3) Oxidación de Isocitrato
El
isocitrato es tomado como sustrato inicial por la enzima isocitrato
deshidrogenasa que utiliza como coenzima a NAD+ y requiere Mg+
o Mn+. El isocitrato sufre una deshidrogenación, se le extraen dos
hidrógenos, los cuales son transmitidos a la coenzima dando como resultado
NADH+H+. La enzima isocitrato deshidrogenasa es la principal enzima
reguladora del ciclo, es alostérica y su actividad es estimulada por ADP,
mientras que el ATP la inhibe. En esta reacción se obtiene como producto final
el oxalosuccinato.
Esta es la última reacción en
la que se producen compuestos con tres grupos carboxilos.
4) Descarboxilación de
oxalosuccinato
El oxalosuccinato sufre una
descarboxilación, es decir, el grupo carboxilo unido al carbono número 2, es
liberado en forma de CO2 y se origina un intermediario dicarboxílico
de 5 carbonos llamado cetoglutarato.
5) Descarboxilación
oxidativa de α-cetoglutarato
Como su nombre lo indica,
ocurre de igual manera que en la descarboxilación oxidativa del Piruvato,
solamente que el proceso es catalizado por un sistema multienzimático llamado α-cetoglutarato
deshidrogenasa compuesto por tres enzimas que requieren las coenzimas
pirofosfato de tiamina, ácido lipoico, coenzima A, FAD y NAD (como en la
reacción del piruvato). Los productos de la reacción son CO2, NADH+H+
y succinil-SCoA. Este último se obtiene porque un resto discarboxílico se
une a la coenzima A por enlace tioéster de alta energía. Esta reacción, al
igual que la número 1 es altamente exergónica y prácticamente irreversible.
6) Formación de succinato
La succinil-CoA es convertida
en succinato y CoA libres por acción de la succinato tioquinasa, la cual
requiere a su vez fosfato inorgánico y GDP. La energía contenida en la unión
tioéster, se libera y es utilizada para transferir un grupo fosfato al GDP,
para luego obtener GTP. Durante esta reacción ocurre una fosforilación a nivel
de sustrato ya que a partir del GTP se puede obtener ATP (reacción catalizada
por nucleósido difosfato quinasa).
7) Deshidrogenación de
succinato
La succinato deshidrogenasa
oxida el succinato en fumarato gracias a la acción de la coenzima FAD, que toma
dos hidrógenos del succinato y se reduce a FADH2.
8) Hidratación de fumarato
Se le adiciona agua al fumarato
y es convertido en malato por la acción de una liasa llamada fumarato hidratasa
o fumarasa.
9) Oxidación de malato
El
malato se deshidrogena, pierde dos hidrógenos que son transmitidos a la
coenzima NAD+, la cual se reduce a NADH+H+ y se
transforma el malato en oxaloacetato. Esta reacción es catalizada por la malato
deshidrogenasa y aunque sea endergónica la continua utilización, consumo de
oxaloacetato la impulsa hacia a la derecha, transcurre fácilmente porque toma
el oxaloacetato rápidamente.
1 comentario:
Excelente resumen!!!
Las felicito por este completo y siempre actualizado Blog de Biooquímca!!!
Salu2!!!
Pablo
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