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Ciclo de Krebs

 

 

O que é

O ciclo de Krebs (ou ciclo de ácido cítrico) é uma parte da respiração celular.

Nomeado após Hans Krebs, é uma série de reações químicas usadas por todos os aeróbicos organismos para gerar energia.

Sua importância para muitos caminhos bioquímicos sugere que foi uma das primeiras peças de celular metabolismo para evoluir.

O ciclo de Krebs vem depois da reação da ligação e fornece o hidrogênio e os elétrons necessários para a cadeia de transporte de elétrons. Ela ocorre dentro das mitocôndrias.

O Ciclo de Krebs é o caminho metabólico central em todos os organismos aeróbicos. O ciclo é uma série de oito reações que ocorrem na mitocôndria. Estas reações dar uma molécula de carbono dois (acetato) e oxidar-lo completamente em dióxido de carbono.

O ciclo encontra-se resumida na seguinte equação química:

acetil-CoA + 3 NAD + FAD + ADP + HPO 4 -2 ---------------> 2 CO 2 + CoA + 3 NADH + + + + FADH ATP

O ciclo de Krebs, refere-se a uma série complexa de reações químicas que produzem carbono e dióxido de adenosina trifosfato (ATP), um composto rico em energia.

O ciclo ocorre essencialmente por ligar dois coenzima carbono com compostos de carbono; o composto criado, em seguida, passa por uma série de mudanças que produzem energia.

Este ciclo ocorre em todas as células que utilizam oxigénio como parte do seu processo de respiração; isso inclui as células de criaturas do reino animal maior, como seres humanos.

O dióxido de carbono é importante por várias razões, sendo a principal delas que estimula a respiração, enquanto o ATP fornece células com a energia necessária para a síntese de proteínas a partir de aminoácidos e a replicação de ácido desoxirribonucleico ( ADN ); ambos são vitais para o abastecimento de energia e para que a vida continue.

Em resumo, o ciclo de Krebs constitui a descoberta de a principal fonte de energia em todos os organismos vivos.

Descoberta

O ciclo de Krebs, também conhecido como o ciclo do ácido tricarboxílico (TCA), foi reconhecida pela primeira vez em 1937 pelo homem para quem é chamado, alemão bioquímico Hans Krebs Adolph. Sua pesquisa altamente detalhado e extenso no campo de celular metabolismo . e outros empreendimentos científicos recolhidos a ele o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 1953, as contribuições de Krebs para os campos da ciência e da medicina são substanciais; além do ciclo do ácido cítrico, de Krebs também identificou a ureia ciclo em 1932.

Função

Dentro do ciclo de Krebs, a energia na forma de ATP é normalmente derivado a partir da quebra de glucose, apesar de gorduras e proteínas também podem ser utilizados como fontes de energia. Uma vez que a glicose pode passar através das membranas celulares, que transporta a energia a partir de uma parte do corpo para outra.

O ciclo de Krebs afeta todos os tipos de vida e é, como tal, a via metabólica no interior das células. Este caminho converte quimicamente carboidratos, gorduras e proteínas em dióxido de carbono, água e converte em energia utilizável.

O ciclo de Krebs é a segunda etapa da respiração aeróbica, o primeiro glicólise ser e durar sendo o elétron cadeia de transporte; o ciclo é uma série de fases que todas as células vivas devem submeter a fim de produzir energia.

As enzimas que causam a cada passo do processo ocorra estão todos localizados no "Usina" da célula; em animais, essa usina é a mitocôndria; em plantas, é que os cloroplastos; e em microorganismos, que podem ser encontradas na membrana celular. O ciclo de Krebs também é conhecido como o ciclo de ácido cítrico, visto que o ácido cítrico é o primeiro produto gerado por esta sequência de conversões químicas, e que também é regenerada no fim do ciclo.

Fonte: www.wisegeek.org

Ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs, ou ciclo do ácido cítrico, é uma seqüência circular de oito reações que ocorre na matriz mitocondrial.

Nessas reações, os grupos acetil (que provêm dos dois piruvatos que, por sua vez, vieram da glicose) são degradados em duas moléculas de gás carbônico, ao mesmo tempo que quatro elétrons são transferidos para três NAD e um FAD, e uma molécula de ATP é formada por fosforilação pelo nível de substrato.

Para entrar no ciclo do ácido cítrico, o piruvato deve ser, primeiramente, descarboxilado, liberando CO2 e formando NADH.

A molécula de gás carbônico produzida será, tal qual outras resultantes do ciclo de Krebs, excretada no nível dos alvéolos pulmonares, no processo conhecido como respiração sistêmica.

A molécula com dois carbonos (grupo acetil) combina-se com a coenzima A, formando a acetil-CoA. radicais acetil provindos de lipídios também entram no ciclo de Krebs como acetil-CoA.

Alguns aminoácidos oriundos do catabolismo de proteínas podem ser convertidos em intermediários do ciclo de Krebs.

Durante as reações do ciclo, são retirados hidrogênios do acetil e estes são passados para os nucleotídios NAD+ e FAD, que levam estes hidrogênios para as cristas mitocondriais, onde acontece a fosforilação oxidativa, que gera ATP.

Noprocesso de fosforilação oxidativa ocorrem: o transporte de elétrons; a síntese de ATP por meio de uma enzima; o consumo de oxigênio molecular e a produção de moléculas de água.

MITOCÔNDRIA

Ciclo de Krebs
1 –
Citrato sintetase
2 – Aconitase
3 – Isocitrato desidrogenase
4 – Alfacetoglutarato desidrogenase
5 – Succinil CoA sintetase
6 – Succinato desidrogenase
7 – Fumarase
8 – Malato desidrogenase.

PRODUÇÃO ENERGÉTICA: 3 NADH + 1 FADH + 1 ATP

Ciclo de Krebs

ALINE MOREIRA DE SOUZA

Fonte: ucbweb.castelobranco.br

Ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs
CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO (ciclo de Krebs) - 1937

Vários bioquímicos contribuiram com fatos a respeito do metabolismo do carboidrato, imcluindo Harden, Meyerhoff e Warburg. Szent-Gyorgyi descobrira que qualquer um dos quatro diferentes ácidos de quatro carbonos, se fosse acrescentado a fatias de tecidos, estimularia a exaustão do oxigênio. Suspeito então que devessem representar algum papel no metabolismo dos carboidratos. Inicialmente em 1937, o bioquímico inglês alemão, Hass Adolf Krebs (1900 – 1981) descobriu dois ácidos de seis carbonos, inclusive o familiar ácido cítrico, que também desempenhava um papel. Desenvolveu os detalhes de um ciclo que começava e terminava com ácido cítrico. As moléculas do açucar iniciavam o ciclo e as moléculas do dióxido de carbono emergiam do outro lado, juntamente com vários pares de átomos de hidrogênio que, atravês de outra cadeia de reações que incluiam os citocromos, uniam-se ao oxigênio para produzir a energia usada pelo corpo. O ciclo do ácido cítrico é geralmente chamado de ciclo de Krebs em homenagem a seu descobridor, que recebeu por esse trabalho, parte do Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina em 1953.

Importância do Ciclo de Krebs

O Ciclo de Krebs é um Processo Anfibólico

Ciclo de Krebs

Fonte: www.geocities.com

Ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs, tricarboxílico ou do ácido cítrico, corresponde à uma série de reações químicas que ocorrem na vida da célula e seu metabolismo. Descoberto por Sir Hans Adolf Krebs (1900-1981).

O ciclo é executado na mitocôndria dos eucariotes e no citoplasma dos procariotes. Trata-se de uma parte do metabolismo dos organismos aeróbicos (utilizando oxigênio da respiração celular); organismos anaeróbicos utilizam outro mecanismo, como a glicólise = outro processo de fermentação independente do oxigênio.

O ciclo de Krebs é uma rota anfibólica, catabólica e anabólica , com a finalidade de oxidar a acetil-CoA (acetil coenzima A), que se obtém da degradação de carbohidratos, ácidos graxos e aminoácidos a duas moléculas de CO2.

Este ciclo inicia-se quando o piruvato que é sintetizado durante a glicólise é transformado em acetil CoA (coenzima A) por ação da enzima desidrogenase. Este composto vai reagir com o oxaloacetato que é um produto do ciclo anterior formando-se citrato. O citrato vai dar origem a um composto de cinco carbonos, o alfa-cetoglutarato com libertação de NADH, e de CO2. O alfa-cetoglutarato vai dar origem a outros compostos de quatro carbonos com formação de GTP, FADH2 e NADH e oxaloacetato. Após o ciclo de krebs ocorre outro processo denominado fosforilação oxidativa.

Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + H2O --> 2 CO2 + 3 NADH + 3H+ + FADH2 + GTP + CoA

Função anabólica do ciclo de Krebs

Os compostos intermediários do ciclo de Otilia podem ser utilizados como precursores em vias biossintéticas: oxaloacetato e a-cetoglutarato vão formar respectivamente aspartato e glutamato. A eventual retirada desses intermediários pode ser compensada por reações que permitem restabelecer o seu nível.

Entre essas reações, que são chamadas de anapleróticas por serem reações de preenchimento, a mais importante é a que leva à formação de oxaloacetato a partir do piruvato e que é catalisada pela piruvato carboxilase. O oxaloacetato além de ser um intermediário do ciclo de Krebs, participa também da neoglicogênese. A degradação de vários aminoácidos também produz intermediários do ciclo de Krebs, funcionando como reações anapleróticas adicionais.

O ciclo de Krebs e a Respiração

A influência do ciclo de Krebs no processo da respiração celular começa com a glicólise processo ocorrido no citoplasma de uma célula, onde a glicose, obtida através dos alimentos ingeridos, passa por uma série de dez reações químicas que culminam na formação de duas moléculas de ácido pirúvico. A partir desse ponto que começa a participação do ciclo de Krebs na respiração propriamente dita. O ciclo de Krebs ocorre dentro da mitocôndria, logo as moléculas de ácido pirúvico têm que entrar nela, esse processo só ocorre quando há moléculas de oxigênio suficientes para cada molécula de glicose, se há, na entrada do ácido pirúvico na mitocôndria faz com que o oxigênio reaja com o ácido formando gás carbônico e libera os elétrons dos átomos de hidrogênio presentes na fórmula da glicose.Esses elétrons são transportados pelo NADH e o FADH, duas moléculas transportadoras. Os elétrons então se reponsabilizam pela união de mais um átomo de fósforo, com uma molécula de adenosina di-fosfato(ADP) formando a adenosina tri-fosfato o famoso ATP. Esta molécula de ATP então é que fornecerá a energia para a vida da célula e o transporte ativo de substâncias pelo corpo.

Lógica química

O piruvato produzido na glicólise ainda contém bastante poder redutor (verifique o estado de oxidação de cada um dos seus carbonos e compare-o com o estado de oxidação do carbono no CO2). Este poder redutor vai ser aproveitado pela célula no ciclo de Krebs. Em primeiro lugar, o piruvato é utilizado para produzir acetil-CoA, que é uma forma ativada de acetato (CH3COO-).

Ciclo de Krebs

Nesta reação intervém a piruvato desidrogenase. É uma enzima bastante complexa, que contém bastantes cofatores: lipoamida, FAD, coenzima A.

A hidrólise da ligação tioéster (S-C=O) do acetil-CoA é bastante exergónica, pelo que a sua formação exige energia.

Essa energia provém da descarboxilação do piruvato (note que o piruvato tinha três carbonos e a porção acetil do acetilCoA apenas possui dois: o grupo carboxilato migrou como CO2). A energia proveniente de descarboxilações é frequentemente usada pela célula para empurrar um equilíbrio no sentido da formação de produtos, como se verá em várias reações do ciclo de Krebs e na gluconeogénese.

Na primeira reação do ciclo de Krebs, o acetil-CoA é adicionado a oxaloacetato, dando origem a citrato, numa reação de adição aldólica.

A hidrólise do tioéster ajuda a deslocar o equilíbrio no sentido da formação de produtos:

Ciclo de Krebs

O citrato é depois isomerizado a isocitrato. Este é então descarboxilado a a-cetoglutarato. Se o citrato não tivesse sido isomerizado a isocitrato antes da descarboxilação, esta produziria um composto de carbono ramificado, mais difícil de metabolizar.

Ciclo de Krebs

Tal como o piruvato, o a-cetoglutarato é um a-cetoácido, i.e., possui um grupo carbonilo adjacente ao grupo ácido carboxílico. É portanto de prever que reaja exatamente como o piruvato, i.e., que a sua descarboxilação forneça energia suficiente para que se forme uma ligação tioéster com a coenzima A. E é isto que de fato ocorre... A enzima responsável por esta reação, a a-cetoglutarato desidrogenase, é aliás bastante análoga à piruvato desidrogenase na sua composição e cofatores.

Ciclo de Krebs

A ligação tioéster do succinil-CoA é, como todas as ligações tioéster, bastante energética.A sua hidrólise vai constituir o único ponto do ciclo de Krebs onde ocorre produção direta de ATP (ou equivalente).

Ciclo de Krebs

 

O succinato é, tal como o oxaloacetato, um produto com quatro carbonos. A parte final do ciclo de Krebs consiste em regenerar o oxaloacetato a partir do succinato. O succinato é primeiro oxidado a fumarato, pelo complexo succinato desidrogenase (também denominado complexo II), que se encontra na face matricial da membrana interna da mitocôndria. A oxidação de ligação simples a dupla (alcanos a alcenos) tem um potencial demasiado elevado para que os electrões possam ser aceites pelo NAD+ (E0=-320 mV). A célula utiliza portanto FAD (E0= 0 mV)como aceitador destes eletrões. A hidratação do fumarato produz malato, que depois é oxidado a oxaloacetato, completando o ciclo. Uma sequência semelhante de reações ocorre na ß-oxidação dos lípidos.

Ciclo de Krebs

O resultado do ciclo de Krebs é portanto:

Acetil-CoA + oxaloacetato + 3 NAD+ + GDP + Pi +FAD --> oxaloacetato + 2 CO2 + FADH2 + 3 NADH + 3 H+ + GTP

Fonte: quimica10.com.br

Ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs
Acetil-CoA é formado a partir de Piruvato e da betaoxidação de Ácidos Graxos.

O Ciclo de Krebs é também chamado Ciclo dos Ácidos Tricarboxílicos (TCA) ou Ciclo do Ácido Cítrico.

Definição: O Ciclo de Krebs é a via final comum do Catabolismo. Tem como finalidade a oxidação de Acetil-CoA visando a obtenção de Energia.

Localização: Matriz mitocondrial.

Oxigênio: O Ciclo de Krebs só funciona em presença de Oxigênio (metabolismo aeróbico).

CARACTERÍSTICAS GERAIS DO CICLO DE KREBS

Ciclo de Krebs

1. DOIS Carbonos entram no ciclo de Krebs como Acetil-CoA e DOIS Carbonos saem como duas moléculas de CO2.

Ciclo de Krebs

 

2. Ao longo do Ciclo, QUATRO reações de óxido-redução ocorrem, formando-se 3 moléculas de NADH e uma molécula de FADH2.

Ciclo de Krebs

3. Uma ligação fosfato de alta energia (GTP) é formada no Ciclo.

O Ciclo de Krebs compreende 8 etapas

Ciclo de Krebs

Nome dos compostos do ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs

Passo 1: Condensação

Ciclo de Krebs
Reação irreversível

 

Formação do Oxaloacetato (revisão)

Ciclo de Krebs
Vem do Piruvato (glicólise)

Passo 2: Isomerização

Ciclo de Krebs

Passo 3: Saída de CO2 catalisada por enzima ligada a NAD+

Ciclo de Krebs
Esta reação controla o funcionamento do Ciclo de Krebs A Isocitrato Desidrogenase é uma enzima alostérica

Passo 4: Descarboxilação oxidativa (entra CoA)

Ciclo de Krebs
Reação irreversível

Passo 5: Fosforilação a nível do Substrato

Ciclo de Krebs
Síntese de um composto rico em energia – GTP (guanosina trifosfato)

Transformação de GTP em ATP

Ciclo de Krebs

NOTA: Esta reação não faz parte do ciclo de Krebs, mas resulta na produção de 1 ATP.

Passo 6: Desidrogenação dependente de FAD

Ciclo de Krebs

Passo 7: Hidratação na dupla ligação C-C

Ciclo de Krebs

Passo 8: reação de desidrogenação que regenera Oxaloacetato

Ciclo de Krebs
Notar a regeneração de Oxaloacetato no fim de uma volta do ciclo

Estequiometria do Ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs

Regulação da velocidade do Ciclo de Krebs

O ciclo é controlado principalmente pela atividade da Isocitrato Desidrogenase (enzima alostérica)

Ciclo de Krebs

 

Moduladores alostéricos Positivos: ADP e NAD+

Moduladores alostéricos Negativos: ATP e NADH

Portanto:

Ciclo de Krebs é ATIVO quando a carga energética é BAIXA (concentração elevada de ADP – modulador alostérico positivo).

Ciclo de Krebs é LENTO quando a carga energética é ALTA (concentração elevada de ATP – modulador alostérico negativo).

Portanto, a Carga energética da Célula regula o funcionamento do Ciclo de Krebs.

Regulação da velocidade do Ciclo de Krebs

A velocidade do ciclo de Krebs também é regulada pela concentração de seus intermediários.

Se não houver disponibilidade de oxaloacetato, o Ciclo de Krebs não funciona.

Quando há falta de Glicose, o oxaloacetato é usado na gliconeogênese.

Então o Ciclo de Krebs diminui seu funcionamento, e menos Acetil-CoA é oxidado.

Ciclo de Krebs

Se o ciclo de Krebs está lento, acetil-CoA se acumula e é utilizado para a síntese de ácidos graxos, corpos cetônicos e colesterol.

Ciclo de Krebs

Bianca Zingales

Fonte: www2.iq.usp.br

Ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs
Mitocôndria

Acetil-coA:

Que se liga ao acetato para atravessar a membrana da mitocôndria. O acetil-coA que vai para dentro da mitocôndria, ou seja, em sua matriz é o combustível do ciclo de krebs.

Ciclo de krebs: É que o conjunto de reações que ocorre na matriz mitocôndrial com a finalidade de fornecer substratos que serão desidrogenados e descaboxilados.

Quando ocorre desidrogenação, tem-se a ativação da cadeia respiratória (onde temos a síntese de H2O e ATP que armazena a energia liberada pela reação ate um momento adequado para sua utilização).

Quando ocorre descarboxilação, tem-se a liberação de CO2, principal metabólito do ciclo de krebs.

O inicio do ciclo de krebs começa com a entrada de acetil-coA para dentro da mitocôndria, o acetil-coA se combina com um acido chamado de oxaloacetato através de uma enzima chamada de citrato sintetase, após este evento tem-se a saída da coenzima (Hs-coA) e a entrada de H2O, dando origem ao citrato que através da enzima aconitase transformará o mesmo em isocitrato. Por sua vês o isocitrato sofrera ação da enzima isocitrato desidrogenase que fará a retirada de CO2 e H2 do isocitrato formando o a-cetoglutarato, o H2 que saiu aciona a cadeia respiratória a nível de NADH2 que por sua vez produz 3 ATPs.

O a-cetoglutarato será desidrogenado pela enzima a-cetoglutarato desidrogenase, formando mais 3 ATPs a nível de NADH2, e através da enzima succinato sintetase(tiolase) o Hs-coA volta a se ligar ao a-cetoglutarato formando o succinil-coA após este evento tem-se novamente a saída do Hs-coA e a entrada de H2O formando o succinato o que propicia a formação e um GTP (muito semelhante ao ATP).Após estes eventos ocorre então a desidrogenação do succinato através da enzima succinato desidrogenase tendo-se então a formação do fumarato, com isto tem-se a formação de mais dois ATPs ao nível de FADH2, então ocorrera à entrada de H2O pela enzima hidratase e a transformação do fumarato em malato, e este através da enzima malato desidrogenase libera H2 o que ira ativar a cadeia respiratória ao nível de NADH2 propiciando a formação de mais três ATPs e a transformação de malato em oxaloacetato o que fecha o ciclo de krebs.

A velocidade do ciclo de krebs e controlado pela quantidade de ATPs formados, ou seja, quanto mais ATPs formados menor a velocidade do ciclo e quanto menor a quantidade de ATPs formados maior a velocidade do ciclo.

Para cada volta no ck utiliza-se 1 molécula dea cetil-coA.

Em uma volta são acionadas quatro cadeias respiratórias, tendo-se a formação de 12 ATPs sendo que destes um é ao nível de GTP.

Dois CO2 produzidos.

Dois O2 consumidos.

Ciclo de Krebs
Enzima marca passo: Isocitrato desidrogenase

Enzimas marca passo:

a-cetoglutarato desidrogenase.

isocitrato desidrogenase (principal).

citrato sintetase.

Fonte: www.fisiologia.kit.net

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