Ciclo de Krebs

Vista previa del material en texto

CICLO DE KREBS 
¿Qué es? 
• Son una serie de reacciones químicas de gran 
importancia, que forman parte de la respiración celular 
en todas las células aerobias, es decir que utilizan 
oxígeno. 
• Produce CO2 y agua al realizar la oxidación de hidratos 
de carbono, ácidos grasos y aminoácidos, ya que es 
parte de la vía catabólica. 
• Se considera una vía anfibólica (catabólica y anabólica) 
por que proporciona precursores para muchas 
biomoléculas como por ejemplo ciertos aminoácidos. 
 
 
 
 
Reacción de Oxidación 
Piruvato a Acetil-CoA 
• El grupo acetilo esta 
unido al grupo 
sulfhídrico del CoA 
por un enlace tioester. 
• Se elimina el grupo 
carboxilo por 
descarboxilación, 
liberando dióxido de 
carbono 
• Por descarboxilación 
oxidativa del piruvato, el 
grupo acetilo se 
transfiere a coenzima A, 
se forma el Acetil-CoA, 
por la elección del 
complejo enzimático 
piruvato deshidrogenasa. 
A 
Piruvato Acetil-CoA + CO2 
Reacción de Condensación 
Acetil-CoA + Oxalacetato a Citrato 
I 
• El oxalacetato se une a la 
enzima, induce un 
cambio conformacional 
en el dominio flexible, 
que provoca la aparición 
de un sitio de unión para 
el segundo sustrato, el 
acetil-CoA. 
Piruvato 
deshidrogenasa 
Piruvato 
deshidrogenasa: 
interviene en 
reacciones de 
decarboxilación 
 
 
• El Acetil cede un protón 
y se convierte un 
intermediario de etanol. 
• El enolato se redondea 
para atacar al carbono 
carbonílico del 
oxalacetato. 
• El tioester se hidroliza, 
regenerando CoA-SH y 
produciendo citrato 
• La CoA sale desplazada 
por el agua 
Acetil-CoA 
Oxalacetato 
Citril-CoA 
Citrato 
Reacción de Deshidratación 2a 
Citrato a Cis-Aconitasa 
• Se deshidrata el citrato formando el 
intermediario cis-Aconitato 
• Metileno se oxida y forma un doble 
enlace 
Citrato 
Cis-Aconitato 
Citrato 
- 
bBL 
aBL 
- 
 
 
 
 
Metilo 
 
Oxigeno cetónico 
Metileno 
Metileno 
 
 
Pro R 
Pro s 
Pro R 
Alcohol terciario (hidroxilo) Carboxilo 
Carboxilo 
Carboxilo 
Carboxilo 
Alqueno 
Metileno 
Carboxilo 
Metileno 
- 
+ - Carbonilo (cetona) 
Alcohol terciario (hidroxilo) 
+ 
- 
Citrato Sintetasa: 
cataliza la 
condensación del 
Oxalacetato y la 
Acetil-CoA, para 
formar Citrato. 
 
 
2b Reacción de Hidratación 
Cis-Aconitasa a Isocitrato 
• La aconitasa contiene un centro ferro-sulfurado que actúa como 
centro de fijación de sustratos en el centro activo estabilizando 
el sustrato. Así la aconitasa cambia el OH del C2 al C3, por medio 
de una protonación del alqueno para formar un carbocatión y 
después adicionar un nucleófilo al carbocatión. 
Reacción de Hidratación 
Reacción de Oxidación 3a 
o El grupo OH del Isocitrato oxida por el anillo de Nicotina NAD+, convirtiéndolo 
en oxalosuccinato. Se pierde el hidrogeno como hidruro (un base de BL se 
acerca al hidrogeno que ya tiene al NAD pegado, para que quede un hidruro en 
él y jalar un par de electrones, entrando dos pares de electrones y saliendo un 
H). y se obtienen tres moléculas de ATP 
Cis-Aconitato 
Citrato 
Isocitrato 
Isocitrato 
Oxalosuccinato 
Isocitrato a Oxalosuccinato 
Alcohol secundario 
Oxidada 
Citrato 
Reducida 
Citrato 
bBL 
aBL Carbono carbonílico 
semioxidado (cetona) 
Alqueno 
Alcohol se oxida 
Carbono 3° 
Metileno 
Carboxilo 
Metileno 
Carbono 3° 
Carboxilo 
- 
+ 
- 
+ 
- 
- 
+ 
- 
Aconitasa: 
Cataliza la 
transposición de un 
grupo OH del 
citrato, para 
convertirlo en 
Isocitrato. 
Aconitasa: 
La aconitasa 
contiene hierro (ll) 
y precisa de un tiol 
como el de la 
cisteína o el 
glutatión. 
 
 
Reacción de Descarboxilación 
3b 
Oxalosuccinato 
o El oxalosuccinato, el grupo ceto en 2 se encuentra en posición ß respecto en del 
carboxilo 3, lo hace inestable y fácil de eliminar La eliminación, forma -Cetoglutarato 
y es favorecida por la interacción entre Mg2+ (o Mn2+) y el grupo cetona, formando 
 α-cetoglutarato. 
o El carbono eliminado como CO2, proviene del carboxilo 1 del oxalacetato. 
Descarboxilación oxidativa 
4 
Oxalosuccinato a α-cetoglutarato 
α-cetoglutarato a Succinil-CoA 
 
 
o Del carboxilo 4 del Oxalacetato original, se eliminan dos Carbonos en 
forma de CO2, equivalentes a los de la Acetil-CoA que entró al ciclo, 
pero provenientes del Oxalacetato. Se obtiene tres moléculas de ATP 
α-cetoglutarato 
Succinil-CoA 
Entra en resonancia 
el carboxilo y se 
forma un enolato y 
cuando regresa la 
carga sale como CO2 
Carbonilo (cetona) 
Carbonilo (catona) 
electofilico 
tioester 
reduce oxida 
 
Carbono 3° 
Metileno 
Carboxilo 
Carboxilo 
Metileno 
Metileno 
Metileno 
- 
- 
+ 
+ 
α-cetoglutarato 
+ 
Isocitrato 
deshidrogenasa: 
 
α-cetoglutarato 
deshidrogenasa: 
cataliza una reacción 
de descarboxilación 
oxidativa, mediante 
la cual el -
Cetoglutarato se 
convierte en Succinil-
CoA. 
 
 Reacción de Hidrolisis 
Reacción de Oxidación 
5 
6 
 
 
 
 
Succinil-CoA 
Succinato 
Succinato 
Fumarato 
 
o Se usa para formar un enlace anhidro entre el grupo carboxilo del Succinato y el 
fosfato inorgánico (Pi). 
o El fosfato del grupo anhidro, se transfiere a un resto de Histidina de la enzima, 
formando fosfohistidina que también es un compuesto de alta energía de 
hidrólisis. 
o El fosfato se transfiere de la Histidina al GDP para formar GTP. Se obtiene 2 
molécula de ATP, una por que se genera un NADH. 
o La oxidación de Succinato reduce el FAD a FADH2 
 
o Se usa para formar un enlace anhidro entre el grupo carboxilo del Succinato y la 
la oxidación del Succinato mediante la eliminación estéreo específica de dos 
átomos de Hidrógeno, en forma de hidruro H- y protón H+, para formar el enlace 
trans del fumarato. Se generan dos moléculas de ATP 
 
alcano 
alcano 
alqueno 
Exclusivo 
de dobles 
enlaces 
tioester 
carboxilato 
Metileno 
Carboxilo 
Carboxilo 
Carboxilo 
Carboxilo 
Metileno 
Carbonilo (cetona) 
- 
+ 
+ 
- 
 
 Flavín adenín dinucleótido 
(cofactor redox") se oxida 
ganando H 
Oxidado 
Reducido 
Succinil-CoA-Sintetasa: 
Cataliza la hidrólisis del 
enlace tioéster de la 
Succinil-CoA, 
conservando parte de la 
energía de hidrólisis en 
forma de GTP (ATP en 
procariontes) mediante 
una fosforilación a nivel 
de sustrato. 
Succinato 
deshidrogenasa: 
 
https://es.wikipedia.org/wiki/Flav%C3%ADn_aden%C3%ADn_dinucle%C3%B3tido
https://es.wikipedia.org/wiki/Flav%C3%ADn_aden%C3%ADn_dinucle%C3%B3tido
cataliza la oxidación del grupo -OH del Malato al ceto (u oxo) del Oxalacetato, mediante la 
transferencia de un hidruro (2e- + H+ ) al NAD+ . 
Reacción de Adición H2O 
Reacción de Oxidación 
7 
8 
 
 
 
 
Fumarato L-Malato 
L-Malato Oxalacetato 
 
• La adición anti de los equivalentes de una molécula de agua, 
para generar l-Malato a partir del Fumarato (trans) y d-Malato 
a partir del Maleato (cis). 
• Se cataliza la oxidación del grupo -OH del Malato al ceto (u oxo) del 
Oxalacetato, mediante la transferencia de un hidruro (2e- + H+) al NAD+. 
• La interacción entre el sustrato negativo, y restos de Arginina del sitio activo, 
promueve el cambio a la conformación activa de la enzima. Se obtienen tres 
moléculas de ATP 
Alcohol secundario 
Obtenido de un metileno 
original 
Carboxilo oxalacetato 
Carboxilo 
alqueno 
Metileno 
Metileno 
Alcohol secundario 
Carboxilo 
Carboxilo 
Carbonilo (cetona) 
Carboxilo 
+ 
- 
Reduce Oxida 
- 
+ 
Fumarasa: 
cataliza la 
hidratación 
esteroespecífica 
del Fumarato 
para formar el l-
Malato. 
Malato 
deshidrogenasa: 
 
 
 
 
C
arb
o
xilo
 M
etilen
o
 
A
lco
h
o
l Secu
n
d
ario
 a 
C
arb
o
n
ilo
 (ceto
n
a)
 
Oxidación 
Hidratación 
Oxidación 
Descarboxilación 
Oxidativa 
Hidrolisis 
Oxidación 
Hidratación 
Oxidación 
- 
+ 
- 
- 
+ 
- 
- 
+ 
- 
+ 
- 
+ 
+ 
- 
+ 
- 
- 
+ 
+ 
-