Ciclo do cido ctrico

Instituto de Qumica de So Carlos IQSC Universidade de So PauloCiclo do cido ctricoDisciplina: Bioqumica II

Turma: Bacharelado em Qumica

Docente: Profa. Dra. Fernanda CanduriContedoViso geral do ciclo do cido ctricoSntese de acetil-CoAEnzimas do ciclo do cido ctricoCitrato sintaseAconitaseIsocitrato-desidrogenaseCetoglutarato desidrogenaseSuccinil-CoA sintetaseSuccinato desidrogenaseFumaraseMalato desidrogenaseRegulao do cicloReaes relacionadas ao ciclo do cido ctricoReaes que abastecem os intermedirios do cicloViso geral do ciclo do cido ctricoO ciclo do cido ctrico, tambm denominado ciclo de Krebs, ou ciclo do cido tricarboxlico (TCA), realiza a oxidao de combustveis metablicos

O piruvato derivado da glicose ser convertido em uma molcula de2 carbonos, o acetil-CoA, mais CO2.

O ciclo do cido ctrico uma rota central para a recuperao de energia a partir de vrios combustveis metablicos, incluindo carboidratos, cidos graxos e aminocidos, que so convertidos a acetil-CoA para a oxidao

Fornece reagentes para uma variedade de rotas biossintticasViso geral do ciclo do cido ctrico(GTP ou ATP), e 2 CO2.O ciclo uma srie de oito reaes que oxida os grupos acetil do acetil-CoA, formando duas molculas de CO2, de maneira que a energia livre liberada conservada nos compostos reduzidos, NADH e FADH2

Seu nome devido ao produto da primeira reao, o citrato

Uma volta completa produz trs molculas de NADH, uma de FADH2, um composto de alta energiaSntese de acetil-coenzima ASob condies aerbicas, o piruvato entra na mitocndria juntamente com H+, atravs de uma protena de transporte simporte, para ser adicionalmente oxidadoO piruvato convertido a acetil-CoA pelo complexo multienzimtico da piruvato desidrogenase na presena de NAD+

Os grupos acetil entram no ciclo como parte do composto de alta energia acetil-CoA (tiosteres possuem alta energia livrede hidrlise)Sntese de acetil-coenzima AA acetil-CoA formada a partir da descarboxilao oxidativa do piruvato realizada pela piruvato desidrogenase

O complexo da piruvato desidrogenase catalisa cinco reaes seqenciais com a seguinte estequiometriaPiruvato + CoA + NAD+ acetil-CoA + CO2 + NADHCinco coenzimas so necessrias: o pirofosfato de tiamina (TPP), a lipoamida, a coenzima A, o FAD e o NAD+As cinco reaes do complexo da piruvato desidrogenaseABCEnzimas do ciclo do cido ctrico1. Citrato sintase

Catalisa a condensao da acetil-CoA com oxaloacetato

A acetil-CoA alimenta o ciclo a partir de tomos de carbono doados por carboidratos, cidos graxos e aminocidos

No mecanismo de ao da citrato sintase, o oxaloacetato se ligaprimeiro, seguido pela acetil-CoA

A ligao do oxaloacetato provoca uma mudana conformacional que forma o stio de ligao da acetil-CoA, fechando o stio de ligao do oxaloacetato de maneira que o solvente no pode alcanar o substrato ligado

Alterao conformacional dacitrato sintaseO mecanismo de reao da citrato sintaseA His274 e His320, em suas formas neutras, e a Asp375 esto como catalisadoras gerais cido-base.

1- A etapa limitante a formao do enol acetil-CoA, que estabilizado por uma ligao de hidrognio ao nion His274 resultante. O enol acetil-CoA ataca nucleofilicamente o carbono do grupo carbonil do oxaloacetato

2 e 3- O intermedirio resultante, a citril-CoA, hidrolisado, produzindo citrato e CoAOciclo docido ctricoou Ciclo deKrebs2. AconitaseCatalisa a isomerizao reversvel do citrato e do isocitrato, com o intermedirio cis-aconitatoCitratocis-AconitatoIsocitrato3. Isocitrato desidrogenase NAD+-dependenteCatalisa a descarboxilao oxidativa do isocitrato para formar a-cetoglutaratoA reao produz o primeiro CO2 e NADH do cicloO primeiro CO2 componente do oxaloacetato e no da acetil-CoA4. a-Cetoglutarato desidrogenaseCatalisa a descarboxilao oxidativa de um a-ceto cido (a- cetoglutarato)Esta enzima um complexo multienzimtico como a piruvato desidrogenase, sendo o produto um tioster de alta energia, a succinil-CoAReao que produz o segundo CO2 e NADH do ciclo

CO2

a-Cetoglutaratodesidrogenase

COO-

Novamente, o carbono do CO2 entrou no ciclo como um componente do oxaloacetato, e no da acetil-CoA5. Succinil-CoA sintetaseAcopla a clivagem da succinil-CoA de alta energia sntese de um nucleosdeo trifosfato de alta energia: o GTP.ATP e GTP so rapidamente interconvertidos por meio da ao da nucleosdeo difosfatoquinase

GTP + ADPGDP + ATPDG0 = 0

A reao ocorre em trs etapas:1-Formao do succinil-fosfato, um anidrido de alta energiaSuccinil-CoA sintetase2-Formao do fosforil-His, um intermedirio de alta energia, e osuccinato3-Transferncia do grupo fosforil para o GDP, formando GTPAt a quinta reao, o equivalente a um acetil foi completamente oxidado em duas molculas de CO2

Dois NADH e um GTP foram gerados

Para completar o ciclo, o succinato dever ser reconvertido a oxaloacetato

Essa converso alcanada pelas trs reaes restantesO Ciclo do cido ctrico6. Succinato desidrogenaseCatalisa a desidrogenao estereoespecfica do succinato a fumarato, com a reduo do FAD a FADH2Succinato desidrogenaseA succinato desidrogenase contm um FAD como grupo prosttico covalentemente ligado a enzima por um resduode histidinaEm geral, o FAD oxida alcanos e alcenos, ao passo que o NAD+ participa em oxidaes mais exotrmicas de lcoois a aldedos ou cetonas7. FumaraseCatalisa a hidratao da ligao dupla do fumarato para formarmalatoA reao procede por meio de um estado transitrio do carbnionA adio de OH- ocorre antes da adio do H+ para a formao do malatoFumaratoMalato8. Malato desidrogenaseCatalisa a reao final do ciclo do cido ctrico, com a regeneraodo oxaloacetatoO grupo hidroxila do malato oxidado em uma reao NAD+- dependenteP)1uvate-QO ciclo novamenteCoASH+ '.lAD+CoASH1cooICH2Ho-y1 -ooo-

CH21coo-Citrate

2. acon1ta5l'H,ocoo-ICH2c1-coo-11CIIwc1 oo-cls-Aconltate2. acon.tase i

coo-?H2R-y-coo-tto-c-H*c1 oo-\r'13. lsoc trateto;ocltrateOf'llyaroge o-.e -coo-1 1?2tt-c-coo-' 111e-o1*COO-

Oxatosucclnate1.Fumarate1 J\(1112 j6. succinatedehydrogenase\f)lh'coo-1CH,1CH11 1c1oo'-

Succin3teCltrlc acld cycle5. succmyl-Co As)nthet aseeo-1 0

CH21CH1G1'1'1GDP+ P'y-oS-CoA4. 11-l