Bioquímica, Ciclo de Krebs

Ciclo de Krebs
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Introdução
 O ciclo do ácido cítrico consiste numa série de reacções
metabólicas que constituem a via final comum para a
oxidação de moléculas alimentares e inicia-se num
metabolito comum a todas as vias, a Acetil-CoA;
E um processo aeróbio pois o único mecanismo que,
na mitocondria, permite a regeneração de NAD+ e de
FAD, consome O2 (cadeia respiratória).
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Ao contrário da glicólise, ocorre ao nível da matriz
mitocondrial
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Quadro Síntese das reacções
no ciclo de krebs
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Apresentação dos oito passos do ciclo
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1º Passo -Condensação
Condensação do Oxaloacetato com Acetil CoA e formação do
citrato pela acção da enzima SINTASE DO CITRATO
1 molécula de Acetil
CoA (C2)
+
Acido
tricarboxilico (C6)
A molécula de acido
dicarboxilico (C4)
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2º Passo - Isomerização do citrato
Isomerizaçao do citrato a Isocitrato pela acção
da enzima ACONITASE (isomerase)
Acido
tricarboxilico (C6)
Isocitrato(C6)
Citrato
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3º passo – Descarboxilação oxidativa do
isocitrato
O
isocitrato é desidrogenado e descarboxilado na presença
da isocitrato desidrogénase formando o α-cetoglutarato;
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É a primeira de duas
descarboxilações oxidativas
do Ciclo de Krebs
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4º passo – Descarboxilação oxidativa do αcetoglutarato
α-cetoglutarato
+
NAD+
+
CoA
Succinil-CoA
+
NADH
+
CO2
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5º passo – Fosforilação ao nível do substrato
Formação de uma ligação fosfato de
elevada energia a partir de Succinil
CoA
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O
GTP é utilizado na formação de um ATP pela
nucleosídio
difosfocínase
(
permite
a
transferencia do fosfato terminal do GTP)
Assim,
esta reacção é o único exemplo no ciclo
do ácido cítrico em que há formação de um
fosfato de alta energia ao “nível do substrato”
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6º passo – Oxidação do succinato
A desidrogenase do succinato (complexo II) esta na membrana
interna da mitocondria
Succinato
(C4)
Fumarato
(C4)
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7º passo – Hidratação do Fumarato
Fumarato
(C4)
Malato(C4)
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8º passo – Oxidação do L-Malato
Malato(C4)
Oxaloacetato
(C4)
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Equação global
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Controlo do ciclo do ácido cítrico
O controlo é estabelecido em 3 pontos
Ao nível da condensação, a Citrato
síntase é inibida pelo ATP que
aumenta a KM para a Acetil CoA.
Ao
nível
da
descarboxilação
oxidativa do isocitrato, a Isocitrato
desidrogénase é inibida pelo ATP e
pelo NADH.
Ao nível da descarboxilação
oxidativa do α-cetoglutarato, a
α-cetoglutarato desidrogénase é
inibida pelos produtos da reacção
(Succinil CoA e NADH) e pelo
ATP.
Essencialmente, a velocidade do ciclo varia em função da concentração de
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e dos co-factores NAD+ e FAD. Não varia com a conc. de acetil-CoA.
Vitaminas do Ciclo de Krebs
A
riboflavina (B2), sob a forma de flavina adenina
dinucleótido (FAD), que é um co-factor do complexo αcetoglutarato desidrogénase e da succinato desidrogénase;
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Vitaminas do Ciclo de Krebs
A
niacina (vitamina B3), sob a forma de nicotinamida
adenina dinucleótido (NAD+), co-factor da isocitrato
desidrogénase e da α-cetoglutarato desidrogénase;
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Vitaminas do Ciclo de Krebs
O
ácido pantoténico (vitamina B5), fonte de coenzima A
existente, nomeadamente, na acetil-CoA.
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Vitaminas do Ciclo de Krebs
A
tiamina (vitamina B1), na forma de tiamina pirofosfato,
essencial para a descarboxilação oxidativa do α-cetoglutarato;
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Metabolismo
Ciclo de Krebs
Funções nos processos
oxidativos CATABOLISMO
ANFIBOLICO
Funções nos processos
biossinteticos ANABOLISMO
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Metabolismo
Ciclo de Krebs
A partir do ciclo de Krebs partem algumas vias
metabólicas anabolicas
1. Gliconeogenese
2. Transaminaçao (síntese de Aas)
3. Síntese dos Ácidos Gordos
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Gliconeogenese
Todos os compostos que dao origem a
intermediários do ciclo de Krebs são
glicogenicos porque podem originar produção
efectiva de glicose no FIGADO.
Oxaloacetato + GTP
Fosfoenolpiruvato + CO2 + GDP
Enzima :
Fonte de
energia
glicose
Fosfoenolpiruvatocarboxicinase
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O piruvato pode originar oxalacetato

Formação de Oxaloacetato pela carboxilaçao do
piruvato
Enzima:
Piruvato Carboxilase
ATP + CO2 + H2O + Piruvato
Oxaloacetato + ADP + Pi
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 Transaminaçao
Aminotransferases
(transaminases)
Reacções
Reversíveis
Produzem piruvato a partir da
alanina
Oxaloacetato a partir do aspartato
E α-cetoglutarato a partir de
glutamato
O ciclo também serve
para
a
síntese
de
aminoacidos
não
essenciais
Aspartato + Piruvato
Oxaloacetato + Alanina
Glutamato+ Piruvato
α-cetoglutarato + Alanina
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Metabolismo
Ciclo de Krebs
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Síntese dos Ácidos Gordos
Citrato + ATP + CoA
Oxaloacetato +ADP+ Pi + acetil-CoA
Enzima:
ATP Citrato Liase
Ac. gordos
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Importância Biomedica
A
função principal do ciclo do ácido cítrico é a de actuar como
via final comum para a oxidação dos hidratos de carbono,
lípidos e proteínas;
Este
ciclo tem também um papel essencial na gliconeogénese,
transaminação e lipogénese;
Para o desenvolvimento
normal do ser humano, não
Repercussões
podem ocorrer anomalias genéticas nas enzimas
intervenientes neste ciclo
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Caso Clinico
Beribéri
Insuficiência de
Tiamina Vitamina
B1
Afecta
Coração
Sistema Nervoso Central
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Caso Clinico
Beribéri
Cardiovascular
(Beribéri
Húmido) que se caracteriza
por
uma
insuficiência
cardíaca de alto débito com
taquicardia, aumento de
pressão
venosa
central,
retenção de sódio com ou
sem edema periférico que
pode evoluir para edema
agudo de pulmão;
Cerebral (Beribéri Seco) que
se caracteriza por confusão
mental
e
oftalmoplegia
podendo evoluir para o coma
(encefalopatia de Wernicke).
A neuropatia periférica é
acompanhada de distúrbio de
sensibilidade e formigueiro
nos membros inferiores.
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Caso Clinico
 Esta vitamina faz parte do grupo prostético tiamina
pirofosfato (TPP) integrante das enzimas piruvato
desidrogenase,
α-cetoglutarato
desidrogenase
e
transcetolase (via das pentoses-P)
Ocorrendo uma falta desta vitamina, normalmente devido
à má nutrição, torna-se impossível sintetizar as enzimas
mencionadas, ocorrendo uma consequente acumulação de
piruvato e α-cetoglutarato no sangue.
O diagnóstico da doença faz-se por teste da actividade da
transcetolase nas hemácias, que em caso de doença é muito
baixa.
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Trabalho Realizado no âmbito da disciplina de
Bioquímica por:
Iolanda Rodrigues
Vanessa Silva
Turma 21 – Faculdade de Medicina Dentaria 03-04
Agradecemos a colaboração do Professor Rui Fontes
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