TEMA 19. Ciclo del ácido cítrico (ciclo de los ácidos tricarboxílicos o de Krebs)
Importancia del ciclo de Krebs como encrucijada metabólica. Formación del acetil-coenzima-A: el complejo piruvato deshidrogenasa. Reacciones oxidativas del ciclo. Balance energético. Naturaleza anfibólica del ciclo: conexiones con rutas biosintéticas. Reacciones anapleróticas. Regulación del ciclo de Krebs
BIOQUÍMICA-1º de Medicina Departamento Biología Molecular
M. Dolores Delgado
TEMA 19 2
ESQUEMA GENERAL DEL METABOLISMO
Proteínas Acidos Nucleicos
Aminoácidos
Nucleótidos
Urea
Lípidos
Glicerol Acidos Grasos
e-
ATP
O2
H2O
AcetilCoA
CO2
Polisacáridos
Glucosa
Piruvato
Monosacáridos
AN
AB
OL
ISM
O
CA
TA
BO
LIS
MO
TEMA 19 3
PROCEDENCIA Y DESTINOS DEL ACETIL-CoA
ACETIL-CoA
PIRUVATO
GLUCOSA TAG
AC. GRASOS GLICEROLAA CETOGÉNICOS
PROTEÍNAS
CICLO KREBS
CO2 + H2O
ATP
Sintesis de AC.
GRASOS
Sintesis de ESTEROIDES
Sintesis de CUERPOS
CETÓNICOS
TEMA 19 4
COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA
Piruvato Acetil-CoA
complejo piruvato-DH (E1+E2+E3)
•Descarboxilación oxidativa del piruvato. Irreversible. En la mitocondria.
•Complejo multienzimático: tres enzimas; cinco coenzimas.
•Regulación alostérica y por modificación covalente.
•Prototipo de otros dos complejos: α-cetoglutaratoDH (ciclo Krebs) y α-cetoácidoDH (deg. aminoácidos)
Coenzimas:
•TPP (vit. B1, tiamina)
•FAD (vit B2, riboflavina)
•NAD+ (vit B3, niacina)
•CoA (vit B5, pantotenato)
•Lipoato
Enzimas:
•E1 = piruvato DH (TPP)
•E2 = dihidrolipoil transacetilasa (lipoato, CoA)
•E3 = dihidrolipoil deshidrogenasa (FAD, NAD+)
TEMA 19 5
COMPLEJO PIRUVATO-DH
“Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2006.
TEMA 19 6
Coenzima A
grupo tiol reactivo
Tioester, alta energía
(Vit B5)
(ΔG0’=- 32,2 kJ/mol)
TEMA 19 7
VITAMINA COENZIMA ENZIMA Grupo transportado
B1, Tiamina TPP Piruvato deshidrogenasa Aldehidoα-ceto-glutarato DHα-cetoácido DH
B2, Riboflavina FAD,FMN Deshidrogenasas electrones(flavoproteínas)
B3, Niacina NAD, NADPH Deshidrogenasas electrones
B5, Pantotenato CoA Pir-DH, α-KG -DH, acilosacil-CoA sintetasas...
B6, Piridoxina Piridoxal fosfato Aminotransferasas amino(Glucógeno fosforilasa)
B8, Biotina Biotina Carboxilasas CO2
B9, Folato Tetrahidrofolato Metab. aminoácidos y pirimidinas
gruposmonocarbonados
B12, cobalamina CoenzimaB12 Catab. aminoácidos hidrógenos
TEMA 19 8
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1953
"for his discovery of co-enzyme A and its importance for intermediary metabolism"
"for his discovery of the citric acid cycle"
Fritz Albert LipmannHans Adolf Krebs
http://nobelprize.org/
CICLO DE KREBS CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO
CICLO DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS
LOCALIZACIÓN:
MITOCONDRIA. Todas las células que contienen mitocondrias (excepciones: eritrocitos, retina…)
FUNCIÓN:
- CATABÓLICA. Oxidación de glúcidos, acidos grasos y proteínas para GENERAR ENERGÍA
- ANABÓLICA. Algunos intermediarios son precursores biosintéticos
VISIÓN GENERAL:
- Serie cíclica de 8 reacciones que oxidan el acetil-CoA a CO2. Se forma ATP, NADH y FADH2.
- AERÓBICO. Ausencia de O2 inhibe el ciclo
TEMA 19 9
VISIÓN GLOBAL DEL CICLO DE KREBS Y BALANCE ENERGÉTICO
Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O
2 CO2 + CoA + 3NADH + FADH2 + GTP
Acetil-CoA
Citrato
Isocitrato
α-cetoglutarato
Succinil-CoA
Succinato
Fumarato
Malato
Oxalacetato
2C
6C
6C
5C
4C
4C
4C
4C
4C
TEMA 19 10
CICLO DE KREBS
“Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2006.
TEMA 19 11
PAPEL DEL CICLO DE KREBS EN EL ANABOLISMO Y REACCIONES ANAPLERÓTICAS (DE RELLENO)
Porfirinas
Aminoácidos
Aminoácidos
Aminoácidos
Ácidos grasos
Esteroides
Glucosa
“Lehninger Principios de Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L. y Cox, M.M. Omega. 2006.
TEMA 19 12
REGULACIÓN DEL CICLO DE KREBS
Complejo Piruvato-DH
Isocitrato-DH
E1
E1
P
activa
inactiva
ATP+ATP, acetilCoA, NADH
ATP Citrato sintasa
ATPADP
succinilCoA, NADH
Complejo αcetoglutarato-DH
TEMA 19 13
VISIVISIÓÓN GLOBAL DEL METABOLISMO GLUCN GLOBAL DEL METABOLISMO GLUCÍÍDICODICO
TEMA 19 14
METABOLISMO GLUCÍDICO.PUNTOS DE CONEXIÓN Y METABOLITOS CLAVE. GLUCOSA-6-P
Glucosa
Glucosa-1-P
Glucógeno
Fructosa-6-P6-Fosfogluconato
PIRUVATO
Ribosa-5-P + NADPH
Lactato
Alanina
Glucosa-6-P
oxalacetato
ACETIL-CoA Acidos grasos
Colesterol
C. Cetónicos
CO2 + ATP
2
3
4
75
68
8
9
1112
10
1
TEMA 19 15
cerebro
RUTAS DEL METABOLISMO DE LA GLUCOSA EN DISTINTOS TEJIDOS
eritrocitos
músculo adipocitos
a) Transporte mediante GLUT
b) Fosforilación de glucosa
c) Ruta pentosas P
d) Glucolisis
e) Transporte de lactato
f) Complejo PirDH
g) Ciclo Krebs
h) Glucogenogénesis
i) Glucogenolisis
j) Lipogénesis
k) Gluconeogénesis
l) Glucosa-6-fosfatasa
m) Formación de glucurónicos (desintoxicación)
hígado
Devlin, T.M. "Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones clínicas". Ed. Reverté. 1999. Pag 270
GLUT3GLUT1
GLUT4 GLUT4
GLUT2