Ciclo de Krebs

La glucosa se convierte en piruvato a través de la glucólisis, liberando energía en forma de ATP. Pero el metabolismo de la glucosa solo aporta una pequeña cantidad de ATP. La mayor parte se genera en el ciclo de Krebs o ciclo del ácido tricarboxílico (CAT).

Esta es una vía común para la oxidación de las moléculas combustibles. Tanto la glucosa, como los ácidos grasos y los aminoácidos derivan en moléculas que entran en el CAT. La mayoría entran en forma de acetil‐CoA. Juega también un papel importante en rutas biosintéticas: gluconeogénesis, lipogénesis.

En sí, el CAT sólo genera 1 ATP (procedente del GTP), pero genera NADH+ y FADH+. Se necesita de la fosforilación oxidativa para producir ATP con estos productos, proceso que veremos en el próximo tema.

Piruvato deshidrogenasa (PDH)

Este complejo enzimatico conecta la glicólisis con el CAT. Los hidratos de carbono son procesados en la glicólisis hasta piruvato. En condiciones anaeróbicas, el piruvato se puede transformar en lactato o etanol (dependiendo del organismo). En condiciones aeróbicas, el piruvato es transportado al interior mitocondrial sufriendo una descarboxilación oxidativa por la PDH para convertirse en Acetil‐CoA.

El acetil‐CoA tiene dos destinos principales:
1. Oxidación a CO2 en el CAT (obtención de E)
2. Incorporación a FA y esterificación en TAG.

La elección de uno u otro destino dependerá de las necesidades metabólicas de la célula en cada momento. Para ello es importante una regulación precisa de la PDH y del ciclo. La regulación de la PDH depende de la carga energética celular.

Etapas del ciclo de Krebs

El CAT consta de 8 reacciones. A continuación pongo las reacciones y las enzimas que participan en cada caso entre paréntesis.

1. Acetil‐CoA + Oxalacetato ‐‐> Citrato + CoA (Citrato sintasa).

2. Citrato + Cis‐Aconitato –> Isocitrato + H2O + H2O (Aconitasa).

El citrato se isomeriza a isocitrato para permitir la descarboxilación oxidativa.

3. Isocitrato + NAD ‐‐>alfa‐cetoglutarato + NADH + H+ + CO2 (Isocitrato‐DH).

4. α‐cetoglutarato + NAD ‐‐>Succinil‐CoA + NADH + H+ + CO2 (α‐cetoglutarato‐DH).

5. Succinil‐CoA + Pi + GDP –> Succinato + GTP + CoA (Succinil‐CoA sintetasa).

Ciclo de Krebs

6. Succinato + FAD –> Fumarato + FADH2 + H+ (Succinato‐DH).

7. Fumarato + H2O –> Malato (Fumarasa).

8. Malato + NAD –> Oxalacetato + NADH + H+ (Malato‐DH).

En este ciclo hay 4 vitaminas que participan como cofactores de algunas de las enzimas:
1. Tiamina (Vit B1), implicada en la descarboxilación del alfa‐cetoglutarato
2. Riboflavina (Vit B2), forma parte de la mólecula FAD
3. Niacinamida (Vit B3): parte del NAD
4. Acido pantoténico (Vit B5), en el CoA.

Balance energético

En el ciclo de Krebs no se crea ninguna molécula de ATP, pero si se produce GTP, NADH y FADH2, estos últimos se convertirán en ATP en la cadena de respiración.

3 NADH x 2.5 = 7.5 ATP
1 FADH2 x 1.5 = 1.5 ATP
1GTP = 1.0 ATP

En total se producen 10 ATPs por vuelta en el CAT.

Reacciones anapleróticas

Además de producir moléculas energéticas, el ciclo de Krebs también es un importante productor de compuestos para las rutas biosinteticas. La producción de oxalacetato a partir de piruvato es probablemente una de sus funciones más importante.

Piruvato + CO2 + H2O + ATP –> oxalacetato + ADP + Pi + 2H+ (Piruvato carboxilasa) (hígado, cerebro y riñón)
Piruvato + CO2 + NADPH + H+ –> Malato + NADP+ (Malato‐DH / enzima málica) (corazón y tejido muscular)

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Laura

Soy estudiande de bioquímica y biología molecular, aficionada a la programacion y a la lectura. Escribo esta web para ayudar a otras personas a aprender y comprender las maravillas del funcionamiento célular.

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