TEMA 14 Ciclo de Krebs

Tema 14: Ciclo de Krebs
Respiracin Celular:
Es un conjunto de reacciones desde Glucolisis hasta Cadena Respiratoria, pasando
por Ciclo de Krebs, donde se va a obtener ATP y CO 2. Ocurre en la Mitocondria en tres
fases:
1. Oxidacin del Piruvato (del piruvato a Acetil CoA).
2. Ciclo de Krebs.
3. Cadena y fosforilacin Oxidativa.
Respiracin Aerbica: Se necesita de presencia o consumo de oxigeno. Es propia
de las clulas eucariotas.
Respiracin Anaerbica: No se necesita presencia de oxigeno se acta sin gasto
de oxgeno. Es propia de las clulas procariotas
Historia Resumida del Ciclo de Krebs:
Esta es una ruta que se realiz muchos aos atrs, donde el cientfico Krebs se
dedic a investigar y estudiar todas las reacciones metablicas que ocurren en el organismo
y en el ao 1937 planteo que haban reacciones metablicas que consuman compuestos y
que a su vez producan compuestos de ATP. Los primeros compuestos que se estudiaron
fueron el aminocido malato y el compuesto de lactato, y l vea como una fosforilacin se
realizaba en presencia de oxgeno y otros en ausencia de oxgeno. 2 aos ms en base a las
investigaciones de Krebs pudieron completar completamente las reacciones que se daban
en el ciclo de Krebs que son 8 pero no fue hasta 30 aos despus que fueron totalmente
aceptadas por la comunidad cientfica.
El ciclo de Krebs es una va Anfiblica porque es catablica (consume) y
anablica (produce), porque aparte de consumir compuestos tambin es capas de
producir compuestos que son utilizados en otras rutas metablicas.
Rendimiento Energtico del Ciclo de Krebs:
Se produce: 3 NADH, 1 FADH y 1 GTP + 1 CO2 X cada molcula de Acetil CoA
que entre al ciclo de Krebs. Como la molcula de Glucosa en la glucolisis produjo 2
Piruvato y esos pituvatos se transforman en 2 Acetil CoA entonces ese rendimiento debe
ser el doble, porque para oxidar una molcula completa de Glucosa se deben dar 2 vueltas
al ciclo de Krebs, lo que quiere decir que el rendimiento real del ciclo de Krebs es: 6
NADH, 2 FADH y 2 GTP + 2 CO2.
1 GTP = 1 ATP
Los electrones de alta densidad obtenidos sern transformados en NADH y en
FADH que luego entraran a la cadena respiratoria. Cada NADH equivale a 3 ATP y cada
FADH a 2 ATP, por lo que en el ciclo de Krebs se producen 12 ATP x 2 vueltas que
necesita para oxidar 1 molcula de Glucosa se tiene que en el ciclo de Krebs de la Glucosa
se generan 24 ATP + 8 ATP generados en la Glucolisis son 32 + 2 NADH (6 ATP) que se
generan al oxidar el piruvato en acetil-CoA, se tiene que el rendimiento energtico total
global de 1 molcula de Glucosa es de 38 ATP - 2 ATP que se consumen en la Glucolisis,
son 36 ATP.
Funcin del Ciclo de Krebs: Transformar estos compuestos (NADH y FADH)
para que entren en la cadena respiratoria. Agente Reductor.
Ciclo de Krebs:
El Piruvato (molcula de 3C)
que se produjo en la
glicolisis se va a transformar en Acetil-CoA (de 2C) a travs de una
descarboxilacin oxidativa que genera la enzima piruvato
deshidrogenasa donde ocurre la liberacin de un CO2 con el ingreso
de la Coenzima A
y H2 ingresando un NAD+ y saliendo un
NADH + H formando as del piruvato el Acetil-CoA
que entrar al Ciclo de Krebs.
La Glucosa, los cidos Grasos y los aa son los precursores del Acetil-CoA.
El primer compuesto que se necesita para el ciclo es el Acetil-CoA (2C)
y el segundo es el Oxalacetato
(4C).
Reaccin 1: Es cuando al Oxalacetato (4C)
se
le
adiciona el Acetil-CoA (2C) con liberacin del CoA
por medio
de la enzima Citrato Sintasa, formando un compuesto de 6C llamado
Citrato agregndole un H2O.
Reaccin 2a: Esta reaccin se considera intermediaria, es
cuando al Citrato le ocurre una isomerizacin y una deshidratacin
por medio de la enzima Aconitasa pasando a ser
cis-Aconitato.
Reaccin 2b: Es cuando luego de la
isomerizacin
y
deshidratacin formando el cis-Aconitato a su vez ocurre un proceso de
hidratacin generando un H2O y creando as el Isocitrato
(6C), a
travs de la enzima Aconitasa.
Reaccin 3a: Es considerado al igual que la 2a una
reaccin
intermediaria, donde el Isocitrato sufre una deshidrogenacin (Oxidacin), la 1ra del
ciclo de Krebs, donde entra un NAD+ y sale un NADH + H+. A travs de la enzima
Isocitrato deshidrogenasa, pasando a ser Oxalosuccinato
(6C).
Reaccin 3b: Es donde el Oxalosuccinato resultado de la 1ra deshidrogenacin

sufre una descarboxilacin al ingresar un H+ pasando a ser un compuesto de 5C llamado
-Cetoglutarato (5C), a travs de la enzima
Isocitrato
deshidrogenasa.
Reaccin 4: Es cuando al -Cetoglutarato
(5C)
le ocurren tres eventos, una deshidrogenacin (2da del ciclo por
medio del NAD+ produciendo un NADH), un proceso de
descarboxilacin y ganando (el succinil) una Coenzima A (CoASH).
Quedando
ahora
como Succinil-CoA (4C) por medio
de la enzima Cetoglutarato deshidrogenasa.
Reaccin 5: En esta reaccin al Succinil-CoA (4C) sufre una
tiolisis (formacin de compuestos de alta energa) donde primero se
libera la Coenzima A (CoASH) y segundo ingresa un GDP + Pi (ADP
+ Pi) y se produce el nico GTP (ATP) del ciclo de Krebs, quedando
ahora como Succinato
(4C) a travs de la enzima Succinato
tiosinasa.
Reaccin
6:
Aqu al Succinato (4C) le ocurre una
deshidrogenacin (la 3ra del ciclo) pero esta vez ocurre es con un FAD y se
forma un FADH2, quedando ahora como Fumarato
(4C), a travs
de la enzima Succinato deshidrogenasa.
Reaccin 7: En esta al Fumarato (4C) se le agrega H2O se hidrata el
compuesto pasando ahora a
ser Malato (4C), a travs de la enzima
Fumarasa.
Reaccin 8: Esta es la ltima reaccin del ciclo donde al Malato (4C) le ocurre una
deshidrogenacin (la 4ta y ltima del ciclo, 3ra por NAD+) por medio del ingreso de un
NAD+ formndose un NADH + H+. Transformndose ahora en el
compuesto inicial del ciclo el Oxalacetato
(4C), por medio
de la enzima Malato deshidrogenasa.
Por eso es un ciclo porque se comienza con un compuesto
(Oxalacetato) y se culmina con el mismo compuesto (Oxalacetato).
El ciclo de Krebs tiene vas intermediarias o sus compuestos son utilizados por
otras vas:
Reacciones Catapletricas: son aquellas vas donde se utilizan o se agotan
intermediarios del Ciclo de Krebs (consumen compuestos que se producen en el ciclo), se
producen en las siguientes vas:
Biosntesis de Glucosa (Ej. Oxalacetato).

Biosntesis de cidos Grasos (Ej. Acetil CoA).
Biosntesis de Aminocidos (Ej. -Cetoglutarato y Oxalacetato).
Vas Anapletricas: son aquellas vas que le dan intermediarios al ciclo de Krebs.
En vez de quitarle le van a dar o ceder intermediarios para que participen en el ciclo.
Catabolismo de Carbohidratos (Ej. Glicolisis: PirvicoAcetil CoA).

Catabolismo de Protenas (Ej. Aminocidos: Oxalacetato, Malato, Aspartato,
Glutamato).
Catabolismo de Grasas (Ej: Acetil CoA).
Regulacin del Ciclo de Krebs:

1. Disponibilidad de Sustrato: los sustratos o los intermediarios del ciclo de Krebs
pueden ser consumidos durante otras vas metablicas, la disposicin de esos
sustratos va a dar el inicio o no del ciclo, por ejemplo: si el Acetil CoA no esta
presente no se va a unir al Oxalacetato, y si no se une al Oxalacetato no se produce
el 1er compuesto que es el citrato y no se van a dar las siguientes reacciones
metablicas porque no se produce el compuesto inicial.
2. Inhibicin por acumulacin de Producto: el ciclo de Krebs se bloquea cuando
existe demasiados NADH, pero si hay muy bajas cantidades el ciclo de Krebs se
activa.
3. Regulacin de las Enzimas: estas son las enzimas que son fundamentales para el
ciclo de Krebs:
a) Citrato Sintasa: es la 1ra enzima que encontramos es inhibida por la
concentracin de sustrato, y es ayudada por la concentracin de ATP, porque
ATP va a activar esta enzima.
b) Isocitrato deshidrogenasa: porque es la 1ra que realiza reaccin de
deshidrogenacin, es inhibida por ATP y activada por el cambio de ADP.
c) -Cetoglutarato deshidrogenasa: es la enzima que realiza la 2da
deshidrogenacin se inhibe por el Succinil-CoA y por el NAD + y por la falta de
NADH, el mismo compuesto de l lo inhibe, donde las concentraciones altas de
Succinil-CoA, sin embargo el factor ms importante en la regulacin del ciclo
es la concentracin o la relacin que hay entre el NAD + y el NADH, si hay
mucha cantidad de NADH se va a inhibir el ciclo pero si hay pequeas
cantidades se va a activar.
d) Piruvato deshidrogenasa: es la enzima responsable de convertir el piruvato en
acetil CoA, esta en una enzima que es un complejo enzimtico, tiene 3 enzimas
que tienen accin cataltica y 3 enzimas que tienen accin moduladora. Ella
esta activa cuando esta desfosforilada y cuando se fosforila la enzima se
inactiva, est regulada por condiciones alostricas y modulacin covalente.

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Reaccin 3b: Es donde el Oxalosuccinato resultado de la 1ra deshidrogenacin

Biosntesis de Glucosa (Ej. Oxalacetato).

Catabolismo de Carbohidratos (Ej. Glicolisis: PirvicoAcetil CoA).

Catabolismo de Grasas (Ej: Acetil CoA).

Regulacin del Ciclo de Krebs:

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