Entendendo o Ciclo de

Krebs

Entendendo o Ciclo de

Krebs

Introdução

•O ciclo de Krebs foi descoberto por Hans Krebs em 1937.

•É também conhecido por: –Ciclo do ácido tricarboxilíco; –Ciclo do ácido cítrico.

• O propósito do ciclo de krebs e ligar as fases

anaeróbica e aeróbica do metabolismo afim

de maximizar a ressíntese de ATP. Esta é acompanhada pela

oxidação de compostos orgânicos ricos em energia na matriz

mitocondrial.

• Os elétrons livres liberados em reações de oxidação devem ser transferidos para uma molécula carreadora. Dentro das células, reações de oxidação e redução ocorrem sempre juntas. Ou seja, quando uma substância é oxidada a outra é imediatamente reduzida.

Estas reações são conhecidas como reações de óxido-

redução.

Estas reações são conhecidas como reações de óxido-

redução.

O que é oxidação?• Oxidação é a remoção de um ou mais elétrons

de uma molécula, diminuindo a quantidade de energia da mesma.

• A maioria das oxidações biológicas envolvem a perda de um átomo de hidrogênio , reação conhecida como desidrogenação.

As enzimas que catalizam estas reações são asdesidrogenases

As enzimas que catalizam estas reações são asdesidrogenases

Redução• Reação oposta a de oxidação, ou seja, é a

adição de elétrons a uma molécula. • Quando uma molécula é oxidada, os íons H-

liberados não ficam livres na célula. Para que a energia liberada não seja prejudicial estes elétrons são imediatamente transferidos a coenzimas.

Coenzimas

• Duas coenzimas são utilizadas para transferir elétrons no ciclo de krebs:

–Nicotinamida Adenina Dinucleotídio (NAD+); –Flavina Adenina Dinucleotídio (FAD). • NAD+ e FAD oxidam intermediários do ciclo de

krebs, e são subsequentemente reduzidos. As reações são então acopladas.

ATP•Em células humanas, a adenosina trifosfato (ATP) serve de fonte de energia para a maioria das reações químicas. •Nossas células não conseguem estocar ATP, por isto as mesmas precisam ser ressintetizadas após o uso. A ressíntese de ATP é acompanhada da transferência de um grupo fosfato (Pi) para o ADP. •Este processo é denominado fosforilação.

• Devido a carga negativa dos

grupos fosfatos, suas ligações são instáveis e muito

energéticas.

• A ressíntese de ATP ocorre na membrana da mitocôndria. A energia para a fosforilação do ADP é gerada pela passagem de elétrons através da cadeia transportadora de elétrons.

Os elétrons são fornecidos para a cadeia de transporte de elétrons pelo NADH e FADH2

gerados no ciclo de krebs.

• O objetivo último do ciclo de krebs é gerar coenzimas (NADH e

FADH2) que transportam

elétrons da matriz mitocondrial, onde o ciclo de krebs ocorre

para a membrana mitocondrial.

Em sumário, o ciclo de krebs é uma série de reações que ocorrem na matriz mitocondrial. Estas reações desempenham um papel essencial

no metabolismo ao capturar a energia química do Acetil-CoA e fornecendo esta energia a cadeia de transporte de elétrons via

coenzimas. Por sua vez, as coenzimas entregam a energia através da cadeia de transporte de elétrons para a ressintese de ATP.

Passo a passo do ciclo de krebs

O primeiro passo do ciclo de krebs envolve a introdução de 2 carbonos, vindos do acetil-CoA.

Esta reação é catalizada pela enzima citrato sintase.

• O segundo passo é uma reação de isomeração de citrato para isocitrato. A reação é

catalizada pela enzima aconitase

•A transformação de isocitrato a α-cetoglutarato gera NADH após uma descarboxilação (retirada de carbono) oxidativa. O carbono é liberado pela enzima isocitrato

desidrogenase na forma de CO2.

Esta é a segunda reação do ciclo a gerar NADH. Esta reação é catalizada pelo complexo

enzimático α-cetoglutarato desidrogenase.

O complexo requer 5 co-enzimas: tiamina pirofosfato, ácido lipóico, co-enzima A,

FAD e NAD+.

As próximas reações do ciclo transformam o Succinil-CoA (com 4 carbonos) a uma molécula

com baixa energia, o oxaloacetato.

O primeiro passo para isto é o uso da energia do succinil-CoA para a formação de guanosina

trifosfato (GTP). GTP armazena tanta energia quanto o ATP podendo ser utilizado para a ressíntese deste. GTP + ADP GDP + ATP⇔

O FAD é a enzima requerida para a primeira reação pois são agentes oxidantes mais poderosos do que o NAD+. Em outras palavras, o FAD é mais capaz de remover elétrons do succinato do que o NAD+. A seguir, água é adicionada ao fumarato

eliminando uma dupla ligação. Após a transformação de malato em oxaloacetato que

pode se unir ao acetil-CoA para formar a molécula de 6 carbonos, citrato, que reinicia o ciclo de

Krebs.

Resumindo

• O ciclo de Krebs gera:

–2 CO2; –3 NADH; –1 FADH2; –1 GTP, que é

transformado em ATP.

Referências

• http://www2.ufp.pt/~pedros/bq/krebs.htm