CARBOHIDRATOS 3: Ciclo de krebs 2015 1
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DESCARBOXILACION DEL PIRUVATO Y CICLO DE KREBS
MELDS 1
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Fases de la respiración celular
1. La oxidación de ácidos grasos, glucosa y
algunos aminoácidos produce acetil-CoA
2. Los grupos acetilo se incorporan al ciclo
de Krebs, se oxidan a CO2 y la energía
liberada se conserva en forma de ATP y en
las coenzimas reducidas NADH y FADH2
3. Los electrones transportados por el
NADH y el FADH2 se transfieren a la cadena
respiratoria, donde fluyen hacia el O2 para
formar H2O y promueven la formación de
ATP en el proceso de fosforilación
oxidativa
MELDS 2
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Anatomía bioquímica de la mitocondria
MELDS 3
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RESPIRACION CELULAR
Utilizando un mecanismosimportador quecotransporta un protón, elpiruvato entra a lamitocondria.La oxidación de los ácidosgrasos, la glucosa y algunosaminoácidos, producenAcetil. CoAVarias enzimas catalizanesta reacción operandosecuencialmente en uncomplejo multienzimático.
MELDS 4
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La decarboxilación oxidativa del piruvatoy NADHproduce acetil-CoA, CO2
Complejo multienzimático: piruvato deshidrogenasa
formado por 3 enzimas y 5 coenzimas diferentes
implicadas en la reacción y dos enzimas adicionales
implicadas en la regulación
MELDS 5
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El complejo piruvato deshidrogenasa está
formado por 3 enzimas diferentes
No/complejoEnzima Coenzima
E1E2
E3
::
:
piruvato deshidrogenasa
dihidrolipoil transacetilasa
dihidrolipoil deshidrogenasa
TPP
Lipoato, CoA
FAD, NAD
2424
12
MELDS 6
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El complejo piruvato deshidrogenasa utiliza
5 coenzimas diferentes
Pirofosfato de tiamina Lipoamida
FAD CoANAD
MELDS 7
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MELDS 8
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REACCION DEL COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA
A) LOS ELECTRONES:1. Fluyen del piruvato a la porción lipoamida de la
dihidrolipoil transacetilasa.2. Luego pasa a los cofactores FAD+ de la DIHIDROLIPOIL
DESHIDROGENASA3. Finalmente, reducen al NAD+, transformándolo a
NADH
B) EL GRUPO ACETIL:1. Se une a la coenzima A (S, CoA) mediante un enlace
tioester de alta energía ACETIL – CoA2. El acetil CoA ingresa porsteriormente al ciclo de Krebs
para completar su oxidación hasta CO2 y H2O
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Los productos intermedios permanecen
unidos al complejo piruvato deshidrogenasa
MELDS 10
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ASPECTOS CLÍNICOSLOS TRANSTORNOS QUE INCAPACITAN LA METABOLIZACION DEL PIRUVATO:
SUJETOS ALCÓHOLICOS:
1. Ingesta alimenticia
Ingieren glucosa
2. Carencia hereditaria de la piruvato deshidrogenasa:
3. Inhibición de la piruvato deshidrogenasa:
TiaminaAcumula Piruvato, con aparicióna) Acidosis láctica (mortal) b) Transtornos neurológicos ( G)
a) Acidosis láctica
a) Iones arsenito, mercurio (forman complejos con los SH del acido lipoico)MELDS 11
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ASPECTOS CLÍNICOS
MELDS 12
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LOS TRASTORNOS QUE INCAPACITAN LA METABOLIZACION DEL PIRUVATO CONDUCEN A UNA
ACIDOSIS LACTICA
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Regulación del ciclo de KrebsPiruvato deshidrogenasa
1. Regulación alostérica:
• Inhibidores: ATP, acetil-CoA, NADH yde cadena larga
Activadores: AMP, CoA y NAD+
ácidos grasos
•
2. Modulación covalente: además de E1, E2 y E3 el complejo
PDH contiene 2 enzimas reguladoras capaces de modificar
covalentemente a E1
• E1 quinasa : al fosforilar a E1 la inactivaesta quinasa es activada por NADH y acetil-CoA
E1 fosfatasa: al defosforilar a E1 la activa•
Mg++ Ca++esta fosfatasa es activada por y
MELDS 14
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REGULACION DE LA PIRUVATO DESHIDROGENASA
MELDS 15
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El ciclo de Krebs
MELDS 16
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Panorámica del ciclo de Krebs
El ciclo deKrebs tiene
8 pasos
MELDS 17
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1. Formación de citrato
• El citroil-CoA es un interme-diario transitorio de reacción
• La hidrólisis del enlace tioéster
del intermediario hace que la
reacción sea exergónica
MELDS 18
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2. Formación de isocitrato vía cis-aconitato
La aconitasa contiene un
centro hierro-azufre que
actúa como centro de
fijación de sustratos y
centro catalítico
MELDS 19
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3. Oxidación del isocitrato a α-cetoglutarato y CO2
Existen dos formas diferentes de isocitrato deshidrogenasa:
• NAD dependiente (matriz mitocondrial)
• NADP dependiente (matriz mitocondrial y citosol)
MELDS 20
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4. Oxidación del α-cetoglutarato asuccinil-CoA y CO2
El complejo de la α-cetoglutarato
deshidrogenasa es muy parecido al
complejo piruvato deshidrogenasa,
tanto en estructura como en función
MELDS 21
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5. Conversión del succinil-CoA en succinato
La formación acoplada de GTP (o ATP) a
expensas de la energía liberada por ladecarboxilación oxidativa del α-ceto-glutarato es
fosforilación a nivel del sustratootro ejemplo de
MELDS 22
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6. Oxidación del succinato a fumarato
succinato deshidrogenasaEn eucariotas, la
se encuentra unida a la membrana mitocondrial
interna, contiene tres centros hierro-azufre
diferentes y una molécula de FAD unida
covalentemente.
MELDS 23
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7. Hidratación del fumaratode malato
y producción
Esta enzima es
específica para el
fumarato y el L-malatoMELDS 24
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8. Oxidación del malato a oxalacetato
MELDS 25
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Balance del Ciclo de Krebs
3NAD+ +Acetil-CoA + 3H2O + FAD + GDP + Pi
2CO2 + 3NADH + FADH2 + CoASH + GTP
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Regulación del Ciclo de Krebs
MELDS 27
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Regulación del ciclo de KrebsPiruvato deshidrogenasa
1. Regulación alostérica:
• Inhibidores: ATP, acetil-CoA, NADH yde cadena larga
Activadores: AMP, CoA y NAD+
ácidos grasos
•
2. Modulación covalente: además de E1, E2 y E3 el complejo
PDH contiene 2 enzimas reguladoras capaces de modificar
covalentemente a E1
• E1 quinasa : al fosforilar a E1 la inactivaesta quinasa es activada por NADH y acetil-CoA
E1 fosfatasa: al defosforilar a E1 la activa•
Mg++ Ca++esta fosfatasa es activada por y
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![Page 29: CARBOHIDRATOS 3: Ciclo de krebs 2015 1](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052117/58e92e311a28ab15428b5f85/html5/thumbnails/29.jpg)
Regulación del ciclo de Krebs
1. Disponibilidad de sustratos
2. Inhibición por acumulación de productos:
3. Regulación de las siguientes enzimas:• Citrato sintasa
Inhibidores: NADH, succinil-CoA,
Activadores: ADPIsocitrato deshidrogenasa
Inhibidores: ATP
Activadores: Ca++, ADP
α-cetoglutarato deshidrogenasa
Inhibidores: succinil-CoA, NADH
citrato, ATP
•
•
Ca++Activadores:
El factor regulador más importante es la relación
intramitocondrial de [NAD+] / [NADH]
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La energía de las oxidaciones del ciclo se
conserva con eficiencia
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MELDS 31
![Page 32: CARBOHIDRATOS 3: Ciclo de krebs 2015 1](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052117/58e92e311a28ab15428b5f85/html5/thumbnails/32.jpg)
Los C de los ácidos grasos entran al ciclo de Krebsmayoritariamente vía acetil-CoA
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![Page 33: CARBOHIDRATOS 3: Ciclo de krebs 2015 1](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052117/58e92e311a28ab15428b5f85/html5/thumbnails/33.jpg)
Los C de los aminoácidos entran al ciclo de Krebs
en diferentes puntos
MELDS 33
![Page 34: CARBOHIDRATOS 3: Ciclo de krebs 2015 1](https://reader033.fdocumento.com/reader033/viewer/2022052117/58e92e311a28ab15428b5f85/html5/thumbnails/34.jpg)
Los componentes del ciclo son importantesintermediarios biosintéticos (vía anfibólica)
MELDS 34
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Las reacciones anapleróticas reponen los
intermediarios del ciclo de Krebs
MELDS 35
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Gracias
MELDS 36