MONOGRAFIA_BIOQUIMICA

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UNIVERSIDAD CIENTÍFICA DEL SUR
FACULTAD DE: NUTRICIÓN Y DIETÉTICA
CURSO: BIOQUÍMICA LABORATORIO
PROFESOR: JAVIER JACK CALDERON GOMEZ
MONOGRAFIA DE BIOQUIMICA
EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO
INTEGRANTES: 
· ABUSABAL OLCESE, AMIRA 
· MANDUJANO ARELLANO, FERNANDA 
HORARIO DE CLASES 
DÍA: SÁBADO
HORA: 12:10 A 14:00
	
2015-II
INDICE
1. Introducción
2. La cadena de transporte de electrones está acoplada a síntesis de ATP.
3. La piruvato deshidrogenasa.
3.1 Regulación del complejo piruvato deshidrogenasa 
4. El ciclo de ácido cítrico oxida unidades de dos carbonos:
4.1 La citrato sintasa produce citrato.
4.2 Mecanismo: el mecanismo de la citrato sintasa evita que se produzcan reacciones no deseadas.
4.3 El citrato al alfa- cetoglutarato
4.4 Descarboxilación oxidativa
4.5 El oxalacetato se regenera por oxidación del succinato
4.6 El ciclo de acido cítrico produce electrones con alto potencial de transferencia, ATP y CO2
5. La entrada en el ciclo del acido cítrico y sus reacciones están controladas
5.1 El complejo piruvato deshidrogenasa se regula alostéricamente mediando fosforilación reversible.
5.2 El ciclo del ácido cítrico está controlado en varios puntos
5.3 Los defectos en el ciclo del ácido cítrico contribuyen al desarrollo del cáncer.
6. El ciclo del acido cítrico es una fuente de precursores biosinteticos
6.1 El ciclo del ácido cítrico debe ser capaz de reponerse con rapidez
6.2 La interrupción del metabolismo del piruvato es la causa del beriberi y del envenenamiento por mercurio y arsénico.
6.3 ¿Qué efectos bioquímicos pueden estar afectados por la deficiencia de tiamina?
6.4 ¿Por qué la deficiencia en TPP ocasiona principalmente en enfermedades neurológicas?
7. El ciclo del glioxilato permite a las plantas y bacterias crecer en acetato.
8. Conclusiones
9. Referencias Bibliográficas
1. INTRODUCCIÓN 
El ciclo del ácido cítrico el ciclo de Krebs, en honor a científico anglo-alemán Hans Adolf Krebs quien en 1937 comenzó a investigar acerca de los elementos claves de esta ruta metabólica y gracias a esto recibió el premio Nobel de medicina en el 1953, es la vía final para la oxidación de moléculas energéticas como los carbohidratos, ácidos grasos y aminoácidos. 
Este ciclo está presente en los organismos aeróbicos, y tiene como principal objetivo la degradación y desasimilacion de las proteínas, grasas y carbohidratos para tener como resultado después de las reacciones energía o ATP. Este ciclo también está presente en ciertos organismos para la biosíntesis de proteínas que dan como resultado la producción de los aminoácidos como por ejemplo, el cetoglutarato o el oxalacetato. 
Es muy importante, ya que es la mayor fuente de coenzimas que impulsan producción de ATP en la cadena respiratoria, proporciona precursores para la biosíntesis de proteínas y ácidos mucleicos, dirige el exceso de energía hacia la biosíntesis de ácidos grasos, lo cual permite el almacenamiento energético, brinda un balance energético, ya que moléculas energéticas como ATP O CoA, que al almacenar o desprender fosfato de sus moléculas, libera o almacena energía. Es una ruta anfibólica, lo cual quiere decir que pasa por métodos y reacciones anabólicas o catabólicas. 
2. CADENA DE TRANSPORTE DE ELECTRONES ESTA ACOPLADA A LA SÍNTESIS DE ATP
Esta cadena se considera el destino de todos los electrones eliminados de una molecula de glucosa durante los procesos de glucolisis, formación de acetil CoA y ciclo del acido cítrico. Los electrones de esta via son los atomos de hidrogeno a los aceptores NAD+ y FAD, formando NADH Y FADH. 
Estos componentes reducidos ahora entran en la cadena de electrones, en donde los electrones de alta energía de los átomos de hidrogeno son transportados de un aceptor a otro. (1) Los electrones pasan a reacciones redox exergónicas, parte de su energía se utiliza para impulsar la síntesis del ATP, que es un proceso endergónico. 
3. PIRUVATO DESHIDROGENASA (PDH)
La mayor parte del atp utilizado por muchas células para mantener la homeostasis se produce por oxidación del piruvato en el ciclo del ácido tricarboxílico (atc o ciclo de krebs). Durante este proceso de oxidación, se generan nicotinamida adenina di nucleótido reducida (nadh) y flavina adenina di nucleótido (fadh2). Nadh y fadh2 se utilizan principalmente para dirigir los procesos de fosforilación oxidativa, que son los responsables de convertir el potencial reducido del nadh y fadh2 al fosfato de alta energía atp.
El destino del piruvato depende de la carga energía de la célula. En células o tejidos con alta carga de energía el piruvato es dirigido hacia la gluconeogénesis, pero cuando la carga de energía es baja, el piruvato se oxida a co2 y agua en el ciclo atc, con la generación de 15 equivalentes de atp por cada piruvato. Las actividades enzimáticas del ciclo atc (y la fosforilación oxidativa) se localizan en la mitocondria. 
Cuando el piruvato es transportado a la mitocondria, este encuentra dos enzimas metabólicas principales: la piruvato carboxilasa (una enzima de la gluconeogénesis) y la piruvato deshidrogenada (pdh), la primera enzima del completo pdh. 
Con una carga de energía alta en la célula la coenzima a (coa) esta altamente acilada, principalmente como acetil.coa, y capaz de activar alostéricamente a la piruvato carboxilasa dirigiendo al piruvato hacia la gluconeogénesis. 
Cuando la carga de energía es baja la coa no esta acilada, la piruvato carboxilasa esta inactiva, y el piruvato es metabolizado preferentemente por la vía del pdhc y las enzimas del ciclo del atc a co2 y agua. El nadh y fadh2 reducidos que se general durante las reacciones oxidativas pueden entonces ser utilizados para dirigir la síntesis de atp por la vía de la fosforilación oxidativa.
El pdhc se compone de múltiples copias de 3 enzimas diferentes: la piruvato deshidrogenasa (pdh, e1: 20-30 ejemplares), dihidrolipoamida s-acetil-transferasa (dlat, e2: 60 copias) y la deshidrogenasa dihidrolipoamida, (dld, e3: 6 ejemplares). El complejo también requiere cinco coenzimas diferentes: coa, nad+, fad+, lipoico y pirofosfato de tiamina (tpp). 
Tres de las coenzimas del complejo están estrechamente vinculado a las enzimas del complejo (tpp, ácido lipoico y fad+) y dos son empleados como portadores de los productos de la actividad pdhc (coa y nad+). La vía de la oxidación de la pdh del piruvato a acetil-coa es un diagrama a continuación.
Primera enzima de la pdhc es pdh en sí, que por oxidación de piruvato se descarboxila. Durante el curso de la reacción el grupo acetilo que se deriva de la descarboxilación del piruvato se une a la ppt. La siguiente reacción del complejo es la transferencia de los dos carbonos del grupo acetil a partir del acetil-ppt al ácido lipoico, la coenzima unida covalentemente a la dihidrolipoamida transacetilasa. 
La transferencia del grupo acetil desde la acetil-lipoamida a la coa da lugar a la formación de dos grupos sulfidrilos (sh) en el lipoato haciéndose necesario la re-oxidación de la forma disulfuro (s-s) para regenerar lipoato como un aceptor competente de grupos acilo. La enzima dihidrolipoamida deshidrogenasa, con fad+ como co-factor, cataliza esa reacción de oxidación. La actividad final del pdhc es la transferencia de equivalentes reducidos desde el fadh2de la dihidrolipoil deshidrogenasa al nad+. El destino del nadh es la oxidación en la vía de transporte de electrones de la mitocondria, para producir 3 equivalentes de atp.
El resultado neto de las reacciones del pdhc es:
Piruvato + coa + nad+ ——> co2 + acetil-coa + nadh + h+
3. 1 REGULACION DEL COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA.
Las reacciones de los pdhc sirven para interconexión de las vías metabólicas de la glucólisis, gluconeogénesis y grasos oxidación de los ácidos del ciclo de krebs. La actividad de la pdhc también es importante en regular el flujo de glucosa a malonil-coa que se requiere para la de novo síntesis de ácidos grasos. Acetil-coa, produce en la mitocondria a través de la acción de la pdhc, se transportado hacia el citosol en formade citrato, cuando la carga de energía de las subidas de la célula. En el citosol el citrato es hidrolizada por la atp-citrato liasa (siglas en inglés: acly) rendimiento oxalacetato y acetil-coa. 
En el citosol de la acetil-coa puede ser convierte en malonil-coa a través de la acción de la acetil-coa carboxilasa (acc). Este malonil-coa sirve como precursor para la síntesis de ácidos grasos. La acumulación de malonil-coa citosólico, como ocurrirá en condiciones ricas en energía, particiones citosólica ácidos grasos lejos de la maquinaria de oxidación de la mitocondrias mediante la inhibición de la carnitina palmitoiltransferasa i (cpt i). Este efecto de malonil-coa, derivado de la acetil-coa, las parejas en las tasas de glucosa la oxidación de la inhibición de la oxidación de ácidos grasos. No hay ninguna vía en los mamíferos para la conversión de la acetil-coa a la glucosa y por lo tanto, la actividad de la pdhc está muy regulada por una variedad de efectores alostéricos y por modificación covalente. 
La importancia de la pdhc al mantenimiento de la homeostasis es evidente por el hecho de que a pesar de las enfermedades asociadas con deficiencias de la pdhc se han observado, los individuos afectados a menudo no sobrevivir hasta la madurez. Dado que el metabolismo energético aeróbico de alta tejidos como el cerebro, el músculo esquelético y el corazón depende de la conversión normal de piruvato a acetil-coa, tejidos aeróbicos son los más sensibles a las deficiencias en los componentes de la pdhc. La mayoría de las enfermedades genéticas asociadas con la deficiencia de pdhc se deben a mutaciones en el pdh. El principal resultado patológico de estas mutaciones es moderada a severa acidosis láctica cerebral y encefalopatías.
4. EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO OXIDA UNIDADES DE DOS CARBONOS
 La unión del Piruvato en acetil CoA por el complejo piruvato deshidrogenasa es la conexión entre la glucolisis y la respiración celular, debida que el acetil CoA es el combustible del ciclo del ácido cítrico.
4.1 LA CITRATO SINTASA PRODUCE CITRATO
Comienza con la condensación de cuatro carbono, el oxalacetato reacciona con el acetil CoA y H2O para dar citrato y CoA.
Primero, el oxalacetato se condensa con el acetil CoA para dar citril-CoA, una molécula de alta energía porque contiene un enlace tioester procedente del acetil CoA. La hidrólisis del tioester citril-CoA hasta citrato y CoA desplaza la reacción completa en el sentido de la síntesis de citrato. Es decir que da energía para la síntesis de la nueva molecula.
4.2 MECANISMO: EL MECANISMO DE LA CITRATO SINTASA EVITA QUE SE PRODUZCA REACCIONES NO DESEADAS
Debido que el acetil CoA y el oxalacetato inician el ciclo, es importante las reacciones colaterales sean mínimas. Estudios cristalográficos con rayos X de la citrato sintasa y de sus complejos, han revelado que esta enzima sufre grandes cambios conformacionales durante la catálisis.
Primero se une al oxalacetato y después al acetil CoA. La razón de este procedimiento ordenado es que el oxalacetato induce en el enzima una profunda reorganización estructural que lleva a la creación de un centro de enlace para el acetil-CoA. (2) La donación y separación de protones transforma el acetil CoA en un enol intermediario. El citril CoA recién formado induce nuevos cambios estructurales en el enzima, de modo que el centro activo se cierra por completo. El enzima rompe el citril-CoA mediante hidrólisis de tioéster. El CoA abandona el enzima, seguido por el citrato y el enzima recupera su conformación inicial abierta.
4.3 EL CITRATO AL ALFA CETOGLUTARATO 
El citrato se isomeriza a isocitato para permitir que la unidad de seis carbonos sufra una descarboxilación oxidativa. Esta isomeracion se logra por una etapa de deshidratación seguida por una hidratación. Resultado es un intercambio de un atomo de hidrogeno por un grupo hidroxilo. La enzima que cataliza la dos etapas es la aconitasa porque el cis aconitato es el intermediario.
La aconitasa es una proteína hierro no hemo, con cuatro átomos de hierro constituyen un complejo con cuatro sulfuro inorgánico y tres átomos de azufre de cisteínas. El hierro y el azufre facilitan las reacciones de deshidratación y rehidratación del sustrato enlazado.
La primera de las 4 fases de reacciones oxidación-reducción del ciclo acido cítrico, el intermediario en esta reacción es el oxalsuccinato, un b-cetoácido inestable. Mientras está ligado al enzima, pierde Co2 para dar alfa cetoglutarato.
4.4 DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA 
La formación en alfa cetoglutarato va seguida de una segunda descarboxilacion oxidativa, la formación de succinil CoA. En su ruptura del enlace tioester de succinil CoA va a la fosforilacion de un nucleosido difosfato de purina, normalmente ADP. Esta reacción catalizada por la Succinato tioquinasa
Esta reacción es la única del ciclo que proporciona directamente un compuesto con un alto potencial de transferencia de fosforilo. En mamíferos existen dos formas isoezimica del enzima, una especificada del ADP y otra del GDP. En los tejidos donde se produce respiración celular como el musculo esquelético y cardiaco es el ATP, mientras en reacciones anabólicas como el hígado es el GDP.
4.5 EL OXALACETATO SE REGENERA POR OXIDACIÓN DEL SUCCINATO
La etapa final del ciclo del acido cítrico.
El succinato se oxida a fumarato mediante la succinato deshidrogenasa. El aceptor de hidrogeno es el FAD en vez del NAD que se utiliza en otras 3 reacciones de oxidación del ciclo. El FAD es el aceptor de hidrogeno en esta reacción por el cambio de energía libre es insuficiente para reducir al NAD. 
La succinato deshidrogenasa esta directamente unida entre el ciclo del acido cítrico y la formación de ATP. El FADH producido por oxidación del succinato no se disocia del enzima a diferencia del NADH producido en otras reacciones de oxidación-reduccion. 
La siguiente etapa del ciclo es la hidratación del fumarato para formar L malato. La fumarasa cataliza una adicion estereoespecifica en trans de un H y un OH. 
Finalmente el malato se oxida para formar oxalacetato. Catalizada por la malato deshidrogenasa y de nuevo NAD es el aceptor de hidrogeno. La oxidación del malato resulta posible por la utilización de sus productos, oxalacetato por la citrato sintasa y NADH por la cadena de transporte de electrones.
4.6 EL CICLO DE ACIDO CÍTRICO PRODUCE ELECTRONES CON ALTO POTENCIAL DE TRANSFERENCIA, ATP Y CO2
Los dos atomos que entran en el ciclo en forma de grupos acetilo resultan retenido en las dos primeras reacciones de descarboxilacion y permanecen incorporados en los acidos tetracarbonados del ciclo. El ciclo opera únicamente en condiciones aerobicas, ya que en el mitocondrias solo pueden regenerar el NAD y el FAD mediante la transferencia de electrones al oxigeno molecular. La glucolisis puede tener lugar en condiciones anaeróbicas porque el NAD se regenera en la conversión del piruvato en lactato o etanol.
5. LA ENTRADA EN EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO Y SUS REACCIONES ESTÁN CONTROLADAS
El ciclo del ácido cítrico es la vía final común para la oxidación aeróbica de las moléculas energéticas. Además, el ciclo es una fuente importante de precursores de una multitud de biomoléculas. Dado su papel de centro metabólico de las células, su entrada y velocidad están controladas en varios puntos.
5.1 EL COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA SE REGULA ALOSTÉRICAMENTE MEDIANDO FOSFORILACIÓN REVERSIBLE
La formación de acetil-CoA desde piruvato es un proceso irreversible en los animales y por tanto estos son incapaces de reconvertir el acetil-CoA en glucosa. La descarboxilación oxidativa en el piruvato a acetil-CoA dirige a los átomos de carbono a la glucosa hacia dos destinos principales: oxidación a CO2 en el ciclo del ácido cítrico, con la consiguiente generación de energía, o bien su incorporación a los lípidos. () Tal y como sería de esperar en un enzima en una punto crítico del metabolismo, la actividad del complejo piruvato deshidrogenasa está estrictamente regulada. La reacción del complejode inhibe mediante altas concentraciones de los productos de reacción: el acetil-CoA inhibe el componente transacetilasa (E2) por una unión directa, en tanto que el NADH inhibe la dihidrolipoilo deshidrogenasa (E3). Concentraciones elevadas de NADH y de acetil-CoA informan al enzima que las necesidades energéticas de la célula han sido atendidas o que los ácidos grasos se están degradando para producir acetil-CoA y NADH. En cualquier caso, no hay necesidad de metabolizar piruvato hacia acetill-CoA. Esta inhibición tiene el efecto de ahorrar glucosa, ya que la mayor parte del piruvato procede de la glucosa a través de la glicólisis. 
En las eucariotas, el método principal para la regulación del complejo consiste en la modificación covalente. La fosforilaciÓn del componente piruvato deshidrogenasa mediante la piruvato deshidrogenasa (E1) quinasa I desconecta la activación del complejo. Mediante la acción de la piruvatodeshidrogenasa fosfatasa (PDP) se revierte la desactivación. La quinasa esta ascociada al componente transacetilasa (E2), lo que pone en evidencia de nuevo la importancia estructural y mecanicista de este núcleo. (2) Tanto la quinasa como la fosfatasa están reguladas. Para ver cómo funciona esta regulación en condiciones fisiológicas consideremos el musculo que entra en actividad después de un periodo de reposo. Durante el reposo, el musculo no tendrá demandas significativas CoA y ATP/ADP serán elevadas, lo cual promueve la fosforilación y, por consiguiente, la desactivación del complejo. En otras palabras, altas concentraciones de los productos intermedios (acetil-CoA y NADH) y del producto final (ATP) inhiben la actividad. Por lo tanto, la piruvato deshidrogenasa se desactiva cuando la carga genética es elevada.
Cuando empieza el ejercicio, las concentraciones de ADP y piruvato aumentaran a medida que la contracción muscular consume ATP y la glucosa se convierte en piruvato para satisfacer las necesidades energéticas. Tanto el ADP como el piruvato activan la deshidrogenasa al inhibir la quinasa. Además, la fosfatasa resulta estimulada por el Ca2+, la misma señal que inicia las contracciones musculas. Una elevación del nivel de Ca2+ citoplasmático eleva el nivel de Ca2+ mitocondrial. El aumento de Ca2+ mitocondrial activa la fosfatasa, potenciando la actividad de la piruvato deshidrogenasa. En algunos tejidos, la fosfatasa es regulada por hormonas. En el hígado, la adrenalina se une al receptor a-adrenérgico para iniciar la vía del fosfatidilinositol, lo que provoca un aumento en la concentración de Ca2+ que activa la fosfatasa. En los tejidos capaces de sintetizar ácidos grasos, tales como el hígado y el tejido adiposo, la insulina, hormona que indica el estado alimentado, estimula el precursor de la síntesis de ácidos grados. En estos tejidos, el complejo piruvato deshidrogenasa se activa para canalizar la glucosa hacia piruvato y después a acetil-CoA, finalizando en ácidos grasos.
· En las personas con deficiencia de fosfatasa, la piruvato deshidrogenasa esta siempre fosforilada y, por tanto, inactiva. Por consiguiente, la glucosa se procesa hacia ácido láctico. Este hecho se manifiesta como una acidosis láctica crónica. Niveles altos de ácido láctico en sangre. Este síndrome conduce a desarreglos en el funcionamiento de muchos tejidos, muy especialmente del sistema nervioso central.
5.2 EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO ESTÁ CONTROLADO EN VARIOS PUNTOS
En las células de animales, la velocidad del ciclo del ácido cítrico se ajusta con precisión para satisfacer las necesidades celulares de ATP. Los puntos principales de control son los enzimas alostéricosisocitrato deshidrogenasa y a-cetoglutarato deshidrogenasa, los dos primeros enzimas del ciclo que generan electrones de alta energía.
El primer sitio de control es la isocitrato deshidrogenasa. El enzima es estimulado alostéricamente por el ADP, el cual aumenta la afinidad del enzima por sus sustratos. La unión de isocitrato, NAD+, MG2+ y ADP es mutuamente cooperativa. Por el contrario, el ATP resulta inhibidor. El producto de la reacción, el NADH inhibe la isocitrato deshidrogenasa desplazando directamente al NAD+. El ATP también actúa como inhibidor. Es importante anotar que varias etapas del ciclo requieren NAD+ o FAD, que solo son abundantes cuando la carga energética es baja.
Un segundo punto de control del ciclo del ácido cítrico es la a-cetoglutarato deshidrogenasa. Algunos aspectos de su control son análogos a los del complejo piruvato deshidrogenasa, tal como podría esperarse dada la homología de los dos enzimas. La a-cetoglutarato deshidrogenasa se inhibe por una carga enegética alta. Por lo tanto, la velocidad del ciclo se reduce cuando la célula dispone de un alto nivel de ATP.
El uso de la isocitrato deshidrogenasa y la a-cetoglutarato deshidrogenasa como puntos de control integra el ciclo del ácido cítrico en el metabolismo.
5.3 LOS DEFECTOS EN EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO CONTRIBUYEN AL DESARROLLO DEL CÁNCER
Se sabe que tres enzimas cruciales en la respiración celular pueden contribuir al desarrollo del cáncer: succinato deshidrogenasa, fumarasa, piruvato deshidrogenasa quinasa. Las mutaciones que cambian la actividad de estos tres enzimas incrementan la glicólisis aeróbica. Las células cancerosas en la glicólisis aeróbica metabolizan preferentemente glucosa a lactato incluso en presencia de oxígeno. 
Succinil-CoA: Es una disociación del succinil-CoA, la CoA no se pierde por simple hidrólisis, sino en una reacción de conservación de la energía con el difosfato de guanosina y fósforo inorgánico. 
La enzima es la succinil-CoAsintetasa (también llamada succinatotiocinasa), que sintetiza un enlace de alta energía en el GTP. Se ha encontrado que el mecanismo se lleva por la fosforilación de la enzima en una histidina, el mecanismo de reacción consiste de tres eventos: 
1.- Succinil-CoA + Pi + Enzima (E) → E-Succinil-P + CoA
2.- E-succinil-P → E-P + succinato
3.- E-P + GDP → E + GTP. 
El GTP cede su –P al ADP para formar ATP reacción catalizada por la nucleósidodifosfatocinasa, esta es una fosforilación a nivel de sustrato como la que cataliza la piruvatocinasa en la glucólisis.
Fumarato: La oxidación del succinato es catalizada por la succinato deshidrogenasa, flavoproteína que contiene FAD unido covalentemente. 
FAD-ribitol-P-P-ribosa→ Flavina + Adenina 
Esta enzima está unida a la membrana interna mitocondrial, el FAD actúa como un aceptor de hidrógenos en la reacción. 
Esta enzima es una ferrosulfoproteína de 100,000 kDa, que contiene un FAD, 8 átomos de Fe y 8 de azufre; es un heterodímero. En la subunidad mayor (70,000 kDa), se encuentra el FAD, 4Fe y 4S; la otra subunidad es de 30,000 Da. La succinato deshidrogenasa es activada por succinato, fósforo inorgánico, ATP, y coenzima Q (CoQ) reducida. Por otra parte, es inhibida por oxaloacetato, su actividad es mucho mayor que las demás enzimas del ciclo y que las de la cadena respiratoria.
Cuando la succinato deshidrogenasa o la fumarasa son defectuosas, se acumula succinato y fumaratoen la mitocondria y se desbordan hacia el citoplasma. Tanto el succinato como el fumarato son inhibidores competitivos de la prolil-hidroxilasa 2. 
Estas observaciones que relacionan los enzimas del ciclo del ácido cítrico con el cáncer sugieren que también se puede considerar una enfermedad metabólica, y no simplemente una enfermedad de factores de crecimiento mutantes y proteínas que controlan el ciclo celular. 
6. EL CICLO DEL ÁCIDO NÍTRICO ES UNA FUENTE DE PRECURSORES BIOSINTÉTICOS
Hasta ahora se ha abordado la función del ciclo del ácido cítrico como la vìadegradativa más importante para la generación del ATP. Al ser el centro metabólico principal de la célula, el ciclo del ácido cítrico también suministra intermediarios para la biosíntesis. 
6.1 EL CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO DEBE SER CAPAZ DE REPONERSE CON RAPIDEZ
Los mamíferos carecen de los enzimas necesarios para convertir directamente el acetil- CoA en oxalacetato u otro intermediariodel ciclo.
Piruvato+ CO2+ ATP +H2O oxalacetato + ADP + Pi +2H
piruvatocarboxilasa (BIOTINA)
Se debe recordar que este enzima juega un papel importante en la gluconeogénesis. Solo está activo en presencia de acetil- CoA lo cual significa que necesita más oxalacetato. Si la carga energética es alta entonces se transforma en glucosa. Si la carga energética es alta, el oxalacetato se transforma en glucosa. En cambio si la carga energética es baja el oxalacetato se incorpora al ácido cítrico. La sintesis del oxalacetato por carboxilación del piruvato es un ejemplo de reacción anaplerótica que conduce hacia una síntesis o hacia una reposición de componentes de las vìas metabólicas.
6.2 LA INTERRUPCIÓN DEL METABOLISMO DEL PIRUVATO ES LA CAUSA DEL BERIBERI Y DEL ENVENENAMIENTO POR MERCURIO Y ARSÉNICO
El beriberi, una enfermedad neurológica y cardiovascular, està causado por una deficiencia dietética de tiamina (también llamada vitamina B1). La enfermedad ha sido y continúa siendo un grave problema de salud en el Extremo Oriente, porque el arroz, el alimento principal, tiene un nivel de tiamina muy bajo. Esta deficiencia se disminuye parcialmente si el grano de arroz completo se remoja en agua antes de morderlo. Parte de la tiamina de la cascarilla se adhiere al grano. El problema se exacerba si el arroz se descascarilla (es decir, se convierte de pardo o integral en arroz blanco), ya que solamente la capa externa contiene cantidades apreciables en tiamina. También aparece ocasionalmente beriberi en los alcohólicos muy desnutridos y, por tanto, deficiente de tiamina. La enfermedad se caracteriza por síntomas neurológicos y cardiàcos. El deterioro del sistema nervioso perifèrico se manifiesta como dolor en las extremidades, debilidad muscular y sensibilidad epidémica distorsionada. El corazón puede tener mayor tamaño del normal y presentar un bombeo deficiente. 
6.3 ¿QUÉ EFECTOS BIOQUÍMICOS PUEDEN ESTAR AFECTADOS POR LA DEFICIENCIA DE TIAMINA?
La tiamina es un precursor del cofactor tiamina pirofosfato. Este cofactor es el grupo prostètico de tres enzimas importantes: la piruvato deshidrogenasa, la alfa cetoglutarato deshidrogenasa y la transcelotelasa. 
El aspecto común delas reacciones enzimáticas que utilizan TPP es la transferencia de una unidad activadadealdehido.En el beriberi, los niveles sanguíneos de piruvato y a-cetoglutarato son mayores de lo normal.En los casos del beriberi, la baja actividad transcetolasade los glóbulos rojos se determina con facilidad por lo que es un indicador útil en el diagnótico de la enfermedad.El aumento del nivel piruvato en sangre seda después de la ingesta de glucosa.
6.4 ¿POR QUÉ LA DEFICIENCIA EN TPP OCASIONA PRINCIPALMENTE EN ENFERMEDADES NEUROLÓGICAS?
· En principio, el sistema nervioso sólo utiliza glucosa como fuente de energía .
· El producto de la glicólisis aerobica, piruvato, únicamente puede entrar en el ciclo del ácido cítrico mediante el complejo piruvato deshidrogenasa.
· En organismos expuestos al arsenito se presentan síntomas similares al beriberi.
· Ambos tiene una elevada afinidad por los sulfhidrilos , tales como los que presentan los grupos dihidrolipoilo inhibe el complejo y origina procesos patológicos en el sistema nervioso central.
7. EL CICLO DEL GLIOXILATO PERMITE A LAS PLANTAS Y BACTERIAS CRECER EN ACETATO 
Muchas plantas y bacterias pueden crecer y nutrirse solas a través del acetato o de otros compuestos que producen acetil-CoA, mientras que la mayoría de los restantes seres vivos, transforman unidades de dos carbonos como el acetilo, a unidades de cuatro carbonos como el succinato. Este ciclo es muy parecido al ciclo de Krebs, sin embargo, evita dos etapas descarboxilantes de el ciclo de Krebs, y otra diferencia clave es que, por cada vuelta del ciclo del glioxilato entran dos moléculas de acetil-CoA, mientras que en el ciclo de Krebs solo entra una molécula. 
Este ciclo comienza con la condensación del acetil-CoA y oxalacetato para formar el citrato, quien luego se va a isomerizar en isocitrato. Este luego se va a separar del succinato y glioxilato gracias a la enzima del isocitratoliasa. El acetil-CoA se condensa con el glioxilato para formar malato, catalizado por el malatosintasa, y el malato luego se va a oxidar con el oxalacetato igual que en el ácido cítrico. La ecuación global es la siguiente:
2 Acetil-CoA + NAD+ + H2O -->succinato + 2CoA + NADH +2H+
En las plantas estas reacciones se dan en los glioxisomas, orgánulos membranosos que están almacenan lípidos de las semillas. Si combinamos el ciclo de Krebs con la glucogenesis, el succinato que se obtiene a mitad del ciclo, se puede transformar en carbohidrato, siendo esta la ecuación:
Acetato + CoA + ATP-->acetil-CoA + AMP + PPi
El piropos dato se hidroliza a ortofosfato, de modo tal que en la activación del acetato se consume el equivalente a dos compuestos de elevado potencial de transferencia de grupos fosfato. Este tipo de reacciones las encontramos en la degradación de los ácidos grasos para la obtención del acil-CoA y en la síntesis de proteínas para la unión de los aminoácidos a los ARN de transferencia.
8. CONCLUSIONES
· Este ciclo interviene en la respiración aeróbica de una molécula de glucosa que logra producir 36 a 38 ATP. 
· En la glucolisis se requiere 2 moléculas de ATP y su ganancia neta es de 2 ATP, 2 NADH y dos piruvatos que se van a metabolizar en 2 acetil CoA, 2 CO2, 2 NADH. 
· En el ciclo ácido cítrico se metaboliza a 4 Co2, 6 NADH, 2FADH y 2 ATP(1).
· Puesto que la oxidación del NADH en el trasporte de electrones se produce 3 ATP por molecula saldría 30 ATP, sin embargo, en la glucolisis el NADH puede producir 2 o 3 ATP.
· La oxidación de FADH produce 2 ATP por moléculas, por lo que las 2 moléculas de FADH producidas en el ciclo ácido cítrico produce 4ATP, es decir, es un excelente aporte de energía.
9. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
1. Solomon.E, Berg. L, Martin. D. (2013). Biologia. En Biología (177-186) Mexico : Gengace.
2. Lubert Stryer. (2013). Bioquímica. Barcelona: Reverté Stryer. (2010). Ciclo del ácido cítrico. En Bioquímica (497-520). Barcelona: Reverté.