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CICLO DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS (CICLO DE KREBS)
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CICLO DE LOS ÁCIDOS
TRICARBOXÍLICOS
(CICLO DE KREBS)
Metabolismo
aeróbico
completo de la
glucosa (hasta
CO2 y OH2).
Requiere la acción
concertada de la
glucólisis, el ciclo de los
ácidos tricarboxílicos y la
cadena respiratoria.
El metabolito que ingresa
al ciclo es la acetil-CoA;
cuando proviene de la
glucosa, se obtiene en la
reacción de la piruvato
dehidrogenasa.
Las coenzimas que intervienen en la reacción de la piruvato
dehidrogenasa: además del NAD y el FAD, el pirofosfato de tiamina
(TPP), el ácido lipoico y la CoA.
Descubierta por Fritz Lipmann, que recibió por eso el Premio
Nobel de Fisiología o Medicina junto con Sir Hans Krebs en 1953.
TPP, lipoato y FAD actúan como cofactores catalíticos, pues se
regeneran al completarse las reacciones en que intervienen, y
CoASH y NAD actúan como cofactores estequiométricos, que no
se regeneran al completarse la reacción.
Complejo de la
PDH
E1 Piruvato-DH
(amarillo)
24 tetrámeros a2b2
E2 Dihidrolipoil
transacetilasa
(verde)
8 trímeros catalíticos
(a3) que forman un
cubo hueco
E3 Dihidrolipoil-
dehidrogenasa
(rojo)
12 dímeros ab
El OA y la AcCoA se condensan y dan citril-
CoA, que luego se hidroliza a citrato y CoASH.
ESTRUCTURA DE LA CITRATO SINTASA
Está formada por dos subunidades; cada una de ellas presenta dos
dominios: uno chico, en amarillo, y uno grande en azul. El sitio activo está
en una hendidura entre ambos dominios y queda junto a la interfase entre
las subunidades. Al unirse el oxaloacetato, el amarillo se desplaza y se
aproxima al azul de la otra subunidad. Este cambio conformacional permite
la unión de la acetil-CoA.
La aconitasa es una ferro-sulfoproteína, con 4 Fe, 4 S inorgánicos
y 3 S de Cys. Queda un Fe libre, al cual se une el citrato.
Es un complejo enzimático similar a la PDH. La a-cetoglutarato
dehidrogenasa (E1) y la trans-succinilasa (E2) son diferentes pero homólogas a
las de la PDH, pero la dihidrolipoil dehidrogenasa (E3) es igual.
La enzima es un heterotetrámero a2b2; la unidad funcional es la pareja ab. Se forma
primero succinil-P, con liberación de CoASH, y luego el P se transfiere a un imidazol de
His (liberando el succinato)(a), y la His-P bascula hacia el GDP (b) y le transfiere el P.
Hay enzimas similares que usan ADP y dan directamente ATP. El GTP reacciona con
ADP para dar ATP por una nucleósido difosfoquinasa.
Es una fosforilación a nivel de sustrato.
.
(Succinato tioquinasa)
La SDH es una ferro-sulfoproteína, integrante de la membrana interna
de la mitocondria, que está unida directamente a la cadena de
transporte de electrones (cadena respiratoria).
Regulación de la
piruvato dehidrogenasa
y del ciclo de Krebs.
Además de la regulación
alostérica, la piruvato-DH
activa se inactiva por
fosforilación y la inactiva
se reactiva por acción de
una fosfatasa.
(en bacterias)
NADH
ATP
El Ciclo de Krebs es una vía anfibólica, porque sirve tanto para la
degradación como para la síntesis de compuestos. Cuando se usa
para síntesis, deben reponerse los intermediarios. Esto lo hace la
carboxilasa pirúvica, actuando como enzima anaplerótica.
CICLO DEL GLIOXILATO
Incluye tres enzimas del Ciclo de los
Ácidos Tricarboxílicos (la citrato sintasa,
la aconitasa y la malato deshidrogenasa) y
dos que le son propias: la isocitrato liasa
y la malato sintasa.
Se encuentra en plantas y en
bacterias, y permite la síntesis de glucosa
a partir de la acetil-CoA. Fue descubierto
por Sir Hans Krebs y Sir Hans Kornberg.
Ecuación global:
En las plantas, el ciclo del
glioxilato se lleva a cabo en
organelas llamadas
glioxisomas.
Las bacterias y las plantas
pueden sintetizar acetil-CoA
a partir de acetato y CoA,
por la acetil-CoA sintetasa.
