Ciclo do ácido cítrico ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos
Ocorre totalmente na mitocôndria
Promove a síntese de moléculas reduzidas – NADH e
FADH2 – para a cadeia transportadora de elétrons (geração
de energia)
Via aeróbia, pois o O2 é necessário como aceptor final
dos elétrons na CTE
Oito reações que oxidam completamente acetil-CoA
(dois carbonos) a duas moléculas de CO2
É um processo anfibólico:
• Catabólico: é o estágio final da oxidação dos
combustíveis metabólicos (carboidratos, ácidos
graxos e aminoácidos) e principal sistema de
conservação de energia livre na maioria
dos organismos
• Anabólico: várias vias biossintéticas
utilizam os intermediários do ciclo do
ácido cítrico como reagentes
Não é um ciclo fechado, mas um ciclo
de tráfego, com compostos que entram e
saem de acordo com as necessidades do
organismo
Oxidação do piruvato
• Não é parte do ciclo propriamente, mas é importante fonte de acetil-CoA
• Descarboxilação oxidativa
• Formação de acetil-CoA e CO2
• Produção de NADH
• Complexo piruvato-desidrogenase
• TPP, CoA-SH, lipoato, FAD, NAD+
• Irreversível
*Destinos metabólicos do acetil-CoA:
• Oxidação da acetila no ciclo de Krebs para geração de energia
• Conversão do excesso em corpos cetônicos no fígado
• Transferência de acetila para o citosol e biossíntese de moléculas complexas
1. Condensação da acetil-CoA com o oxaloacetato
• Formação de citrato e CoA livre
• Citrato-sintase
• Irreversível
• Altamente exergônica
• Velocidade determinada pela
disponibilidade dos substratos
2. Isomerização do citrato em isocitrato
• Intermediário cis-aconitato
• Aconitase
• Inibida por fluoracetato (raticidas)
• Isocitrato é rapidamente
removido na etapa seguinte do ciclo
3. Descarboxilação oxidativa do isocitrato
• Duas etapas: oxidação e descarboxilação
• Primeira oxidação do ciclo
• Formação de α-cetoglutarato e CO2
• Liberação do primeiro NADH
• Isocitrato-desidrogenase
• Mg2+ ou Mn2+
4. Descarboxilação oxidativa do α-cetoglutarato
• Formação de succinil-CoA e CO2
• Produção do segundo NADH
• Complexo α-cetoglutarato-desidrogenase
• TPP, lipoato, FAD, NAD+, CoA-SH
• Semelhante à piruvato-desidrogenase
• Altamente exergônica
• Succinil-CoA é um composto de “alta energia”
5. Clivagem da succinil-CoA
• Fosforilação ao nível do substrato
• Formação de succinato
• Produção de GTP
• Succinil-CoA-sintetase (succinato-tiocinase)
6. Oxidação do succinato
• Desidrogenação
• Formação de fumarato
• Produção de FADH2
• Succinato-desidrogenase
• FAD é cofator
• Enzima funciona como o Complexo II da CTE
7. Hidratação da ligação dupla do fumarato
• Formação de L-malato
• Fumarase
• Enzima estereoespecífica para ligação trans
• Livremente reversível
8. Oxidação do malato
• Desidrogenação
• Formação de oxaloacetato
• Produção de NADH
• Malato-desidrogenase
• Reação deslocada para a esquerda, mas há
rápida remoção do oxaloacetato na etapa seguinte do ciclo
A partir da oxidação do acetil-CoA, a energia liberada pelas reações do ciclo de Krebs é conservada na forma de 3 NADH, 1 FADH2 e 1 GTP Total de 10 ATP
Acrescentando-se a oxidação do piruvato - 1 NADH 12,5 ATP
Com a glicólise - 2 NADH e 2 ATP 32 ATP (a glicólise forma dois piruvatos)
Três enzimas controladoras da velocidade global do ciclo: citrato-sintase, isocitrato-desidrogenase e α-cetogluta-rato-desidrogenase (catalisam reações com ∆G° altamente negativo)
• Inibidas alostericamente por elevadas concentrações de ATP e NADH (relação [NADH]/[NAD+] alta)
• Ativadas pela disponibilidade de substratos, acetil-CoA, NAD+, FAD e ADP
• Inibidas pela acumulação de produtos
Intermediários do ciclo afetam a atividade de algumas enzimas:
• Succinil-CoA inibe a citrato-sintase e α-cetoglutarato-desidrogenase
• Oxaloacetato inibe a succinato-desidrogenase
Teores de Ca2+ intramitocondrial: esse íon ativa a piruvato-desidrogenase, isocitrato-desidrogenase e α-cetoglutarato-desidrogenase
Demanda por precursores biossintéticos provenientes do ciclo aumenta sua velocidade
BERIBÉRI
Significa “extremamente fraco” em cingalês.
É uma hipovitaminose, doença causada pela carência da vitamina B1 (tiamina). A tiamina forma a coenzima TPP (tiamina-pirofosfato), a qual é necessária para a descarboxilação oxidativa do piruvato, formando acetil-CoA, componente principal do ciclo de Krebs. Portanto, o consumo diminuído desta vitamina compromete toda a via metabólica, especialmente dos carboidratos.
Como as células nervosas são incapazes de produzir ATP suficiente por outras vias, a doença afeta principalmente o sistema nervoso central.
Algumas formas de apresentação clínica clássicas são:
• Beribéri úmido: afeta o sistema cardiovascular e causa insuficiência cardíaca, falta de ar (dispneia), taquicardia e inchaço nas pernas
• Beribéri seco: neuropatia periférica cujos sintomas são parestesia, dificuldades da fala, confusão mental, anorexia e fraqueza muscular
• Encefalopatia de Wernicke: doença neurológica severa
resultante de dano ao tálamo e hipotálamo, caracterizada
por ataxia, oftalmoplegia, confusão e prejuízo da memória
O consumo abusivo de álcool também pode levar a esta doença, pois dificulta a absorção da
tiamina.
O tratamento é feito com suplementos de vitamina B1, e normalmente os sintomas me-
lhoram rapidamente. Se não tratado, o beribéri pode levar à morte.
(Fonte: www.nlm.nih.gov/medlineplus/ - U.S. National Library of Medicine)
CAMPBELL, M.K.; FARREL, S.O. Biochemistry. 6th ed. Thomson Brooks, 2009
CHAMPE, P.C.; HARVEY, R.A.; FERRIER, D.R. Bioquímica ilustrada. 4ª ed. Artmed, 2008
MOTTA, V.T. Bioquímica Básica. 2007
NELSON, D.L.; COX, M.M. Lehninger – Princípios de Bioquímica. 3ª ed. Sarvier, 2002
Autores: Anna Karoline Gouveia; Cristian de Souza; Fellipe Medeiros; Iasmin Cavalcante; Jéssica Pessoa; Mariana Deininger Acadêmicos do curso de Medicina da Universidade Federal da Paraíba - UFPB
INTRODUÇÃO
REAÇÕES
SALDO ENERGÉTICO
REGULAÇÃO
CORRELAÇÃO CLÍNICA
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS