Clase METABOLISMO OXIDATIVO-CICLO DE KREBS 2019

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METABOLISMO OXIDATIVO 
CICLO DE KREBS 
¿¿PARA QUÈ COMEMOS ??? 
PORQUE LOS ALIMENTOS 
SON NUESTRA 
FUENTE DE ENERGÌA 
¿¿QUÈ SIGNIFICA QUE LOS ALIMENTOS SON 
NUESTRA FUENTE DE ENERGÌA ?? 
ALIMENTOS 
(combustibles) 
al OXIDARLOS obtenemos 
ENERGÌA en forma de ATP 
El ATP se usa para todas las 
funciones del organismo 
PROCESOS DE TRANSFORMACIÒN 
INVOLUCRADOS EN LA UTILIZACIÒN DE LA 
ENERGÌA DE ENLACE QUÌMICO 
FASE 1: Obtención de energía a partir de la 
oxidación de moléculas combustibles 
FASE 2: conversión de energía a una forma 
biológicamente útil (ATP) 
FASE 3: utilización de la energía del ATP 
para todas las funciones celulares 
RESPIRACIÓN 
 
CELULAR 
RESPIRACIÓN CELULAR 
mitocondrial 
LOS ÁCIDOS GRASOS SON EL PRINCIPAL COMBUSTIBLE 
METABÓLICO DEL ORGANISMO 
DIETA RICA EN GLÚCIDOS 
SE OXIDA VÍA 
GLUCÓLISIS 
Y CICLO DE KREBS 
SE 
ALMACENA 
COMO 
GLUCÓGENO 
(limitado) 
SE TRANSFORMA EN 
ÁCIDOS GRASOS Y 
TRIACILGLICÉRIDOS 
DIETA RICA EN LÍPIDOS 
EN AYUNAS 
(entre comidas) 
SE LIBERAN ÁCIDOS 
GRASOS DE LOS 
DEPÓSITOS 
SE CONVIERTEN EN ACETIL-COA 
EN MÚSCULO, HÍGADO Y OTROS 
TEJIDOS POR BETA-OXIDACIÓN 
HOMEOSTASIS METABÓLICA 
Las células requieren ATP en forma continua, sin embargo el aporte 
 de combustibles NO ES continuo. 
 La disponibilidad constante de combustibles en los tejidos a pesar de la discontinuidad de 
las ingestas alimenticias, se denomina HOMEOSTASIS METABÓLICA. 
Ciclos de almacenamiento y movilización de nutrientes 
PIRUVATO 
 
¿ DE DÓNDE PROVIENE Y CUÁL ES SU 
DESTINO METABÓLICO ? 
P I R U V A T O 
 
GLUCÓLISIS 
AERÓBICA 
DEGRADACIÓN DE ALGUNOS 
AMINOÁCIDOS 
(alanina, serina y cisteína) 
El destino del PIRUVATO depende del 
tejido y del estado metabólico 
PIRUVATO DESHIDROGENASA 
-No forma parte del Ciclo de Krebs 
 
-Es un complejo multienzimático 
-Descarboxilación oxidativa 
-En mitocondrias 
-En todos los tejidos, pero en grandes cantidades en 
músculo cardíaco y riñón 
PIRUVATO DESHIDROGENASA 
EL COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA 
ESTA COMPUESTO POR 3 ACTIVIDADES 
ENZIMÁTICAS 
PIRUVATO 
DESHIDROGENASA (E1) 
DIHIDROLIPOIL 
TRANSACETILASA (E2) 
DIHIDROLIPOIL 
DESHIDROGENASA (E3) 
PIROFOSFATO 
DE TIAMINA 
ACIDO 
LIPOICO 
COENZIMA 
A 
FAD 
NAD 
UNIDOS 
COVALENTEMENTE 
 Y 5 COENZIMAS: 
pirofosfato de tiamina, àcido lipoico, 
Coenzima A, FAD y NAD+ 
COENZIMA: PIROFOSFATO DE TIAMINA 
Unida a la piruvato 
Deshidrogenasa 
(E1) 
piruvato 
Grupo 
Hidroxietilo 
C2O 
COENZIMA: ÁCIDO LIPOICO 
Grupo acetilo y 2 electrones: se 
transfiere al grupo lipoico 
Coenzima A 
E2: Dihidrolipoil 
transacetilasa 
MECANISMO DE LA REACCIÓN 
 DE LA PIRUVATO DESHIDROGENASA 
Grupo Hidroxietilo 
Acetil Tioéster 
Grupo Acetilo se 
transfiere hacia 
la Coenzima A 
TPP: Pirofosfato de 
tiamina 
Grupo lipoico 
E3: Dihidrolipoil 
deshidrogenasa 
REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD 
DE LA PIRUVATO DESHIDROGENASA 
1) POR REGULACIÓN ALOSTÉRICA 
2) POR FOSFO-DESFOSFORILACIÓN 
Acetil –CoA y NADH la inhiben 
-Piruvato: inhibe a la quinasa 
-Insulina activa a la PDH del Tej adiposo 
-Catecolaminas activan PDH del corazón 
ESTOS EFECTOS HORMONALES 
NO ESTAN MEDIADOS POR LOS 
NIVELES DE AMPc 
ACETIL COENZIMA A 
DESTINOS DEL ACETIL-COA 
ACETIL- CoA 
CICLO DE KREBS 
CUERPOS CETÓNICOS 
ESTEROIDES Y 
ACIDOS GRASOS 
Piruvato 
Aminoácidos 
Ácidos grasos 
Glucosa Proteínas Triacilglicéridos 
CICLO DE KREBS ó 
CICLO DE ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS 
-En mitocondria 
 
-Coincide con la Piruvato Deshidrogenasa y las enzimas de la beta 
oxidación: las dos fuentes principales de Acetil –CoA 
 
-Genera equivalentes de reducción que se usan para formar ATP 
 
-Se producen 1 FADH, 3 NADH +H y 1 GTP 
 
-Tiene “puntos de fuga”: algunos de los intermediarios del ciclo salen y 
actúan como sustratos de otras reacciones. 
 
-La velocidad del ciclo está coordinada con la velocidad de utilización del 
ATP a través de la regulación de enzimas por 
Compuestos 
Relacionados con el ATP 
El estado de 
 reducción del NAD+ 
Concentración 
Mitocondrial de Calcio 
Citrato Sintasa 
Aconitasa 
Isocitrato 
deshidrogenasa 
α-cetoglutarato 
deshidrogenasa 
Succinil-CoA 
Sintasa 
Succinato 
deshidrogenasa 
Fumarato 
Malato 
deshidrogenasa 
CICLO DE KREBS ó 
CICLO DE ÁCIDOS 
TRICARBOXÍLICOS 
CITRATO SINTASA 
-Altamente exergónica -9 Kcal/mol 
-Se regula principalmente por disponibilidad de sustratos Acetil-CoA y 
oxalacetato. 
 
PUNTO 
DE 
FUGA 
CONVERSION DE GLUCOSA EN ACETILCoA CITOSÓLICA 
Utilizado en la síntesis de 
ácidos grasos 
Citrato Sintasa Citrato Liasa 
ACONITASA 
-El cis-Aconitato es un intermediario unido a la enzima. 
 
-La reacción NO REQUIERE COFACTORES, pero si requiere Fe2+ 
ISOCITRATO DESHIDROGENASA 
-enzima oligomérica. Cooperatividad positiva. 
-Cataliza la primer reacción de deshidrogenación (oxidación) del ciclo: 
DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA. 
-Se activa alostéricamente por ADP y se inhibe por NADH. 
 
-Se produce el primero (de los dos) CO2 y se genera el primero (de los tres) NADH + H+ 
- ENZIMA REGULABLE 
PUNTO 
DE 
FUGA 
Se condensa con amoníaco y da 
Glutamato (Glutamato dehidrogenasa 
mit) 
Glutamato dehidrogenasa 
mitocondrial 
-CETOGLUTARATO DESHIDROGENASA 
Primera reacción de deshidrogenación 
-Es un complejo multienzimático compuesto por 3 actividades: -Cetoglutarato 
deshidrogenasa, Dihidrolipoil transuccinilasa y dihidrolipoil deshidrogenasa. 
 
-Es similar al complejo de Piruvato Deshidrogenasa. 
-Participan como coenzimas: pirofosfato de tiamina, ácido lipoico, CoASH, FAD y NAD+. 
-Se produce el segundo (de los dos) CO2 y se genera el segundo (de los tres) NADH + H+ 
 
-El SUCCINIL-CoA es un tioéster rico en energía. 
-INHIBIDO por ATP, GTP, NADH y Succinil-CoA y ACTIVADO por Ca2+ 
-ENZIMA REGULABLE: Inhibida por los productos: Succinil-CoA y NADH 
PUNTO 
DE 
FUGA 
Biosintesis de 
porfirinas 
SUCCINIL CoA SINTETASA 
 (Succinato tioquinasa) 
ADP + GTP ATP + GDP 
Nucleósido Difosfato 
Quinasa 
-Se obtiene un GTP que luego pasa a ATP 
-Fosforilación a nivel de sustrato 
SUCCINATO DESHIDROGENASA 
-El FAD está unido a la enzima y cuando se reduce a FADH2, los electrones pasan a la 
cadena de transporte de electrones. 
 
-La enzima está unida a la membrana mitocondrial interna. 
 
-Es INHIBIDA por malonato (inhibidor competitivo por similitud con succinato) y 
oxalacetato y ACTIVADA por ATP y succinato. 
 
 
FUMARASA PUNTO DE 
FUGA 
-El Malato es otro PUNTO DE FUGA del ciclo, porque sale al citosol para formar 
OXALACETATO que es un sustrato gluconeogénico. 
 
Se transporta al citosol y 
regenera oxalacetato 
CONVERSION DE GLUCOSA EN ACETILCoA CITOSÓLICA 
Utilizado en la síntesis de 
ácidos grasos 
Citrato Sintasa Citrato Liasa 
MALATO DESHIDROGENASA 
-Produce el último equivalente de reducción NADH + H+ 
 
 
 
RENDIMIENTO DEL CICLO DE KREBS 
TRANSFORMACIONES NETAS DEL 
CICLO DE KREBS 
1) El GRUPO ACETILO de 2 Carbonos el ACETIL- CoA se oxida generando 
dos CO2. La función del ciclo es conservar esta energía en forma de 
coenzimas transportadoras (NADH y FADH2). 
 
2) El rendimiento completo en compuestos que contienen energía es de 
 3 NADH, 1 FADH2 y 1 GTP. 
 
3) Las reacciones rédox son catalizads por 4 deshidrogenasas: 
 
ISOCITRATO DESHIDROGENASA 
ALFA- CETOGLUTARATO DESHIDROGENASA 
SUCCINATO DESHIDROGENASA 
MALATO DESHIDROGENASA 
 
4) El enlace de alta energía del GTP se origina en una reacción de 
FOSFORILACIÓN A NIVEL DE SUSTRATO catalizada por la Succinato 
tioquinasa. 
 
 
 
 
COENZIMAS FADH2 Y NADH + H+ 
Tienen diferentes propiedades y realizan funciones distintas 
COENZIMAS FADH2 Y NADH + H+ 
 FADH2 NADH+H+ 
ELECTRONES puede aceptar e- 
individuales y formar un 
intermediariosemireducido 
Acepta un ión hidruro 
(H-) 
ESTRUCTURA 
QUÍMICA 
Forma radical libre es 
muy reactiva y el FADH 
puede perder su é- por 
exposición al agua 
 No forma radical libre 
UNIÓN A LA ENZIMA Fuerte y covalente Débil 
Libre en solución. 
Se une a la enzima y 
luego se libera y difunde 
FUNCIÓN Coenzima Sustrato y producto 
Regulador de la 
función celular 
BALANCE ENERGÉTICO DEL CICLO DE KREBS 
-Las reacciones del ciclo SON MUY EFICIENTES 
 
-Las reacciones del ciclo son capaces de conservar el 90% de la 
energía accesible de la oxidación del Acetil CoA. 
 
-3 Reacciones del ciclo tienen G muy negativo, y son irreversibles 
en condiciones fisiológicas: 
CITRATO SINTASA, ISOCITRATO DESHIDROGENASA y ALFA-
CETOGLUTARATO DESHIDROGENASA. 
 
 
 
 
GANANCIA NETA DE OXIDACIÓN 
DE 1 ACETIL-CoA= 10 ATP 
REACCIONES ANAPLERÓTICAS 
REACCIONES ANAPLERÓTICAS 
PIRUVATO MALATO 
LANZADERA DEL GLICEROL 3-FOSFATO 
LANZADERA DEL MALATO-ASPARTATO