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CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO O DE
KREBS
Se encarga de transformar los carbonos de la acetil-CoA en CO2 y
H2O
Reación sumaria:
Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi ------------> 3 NADH + FADH2 +
CoA-SH + GTP + 3 CO2
Consta de 8 reacciones agrupadas en tres fases:
1. Primera fase: ENTRADA DEL ACETATO (reacción 1)
2. Segunada fase: REACCIONES DE DESCARBOXILACIÓN
(reacciones 2 a 5)
3. Tercera fase: REGENERACIÓN DEL OXALACETATO
(reacciones 6 a 8)
Acetyl-CoA
Oxalacetato
Citrato
Malato
Isocitrato
Fumarato
α-cetoglutarato
Succinato
Succinil-CoA
Reacción 1: Catalizada por la citrato sintasa
Tipo de reación: aldocondensación
ΔGo' = - 7.7 kcal/mol (= - 32.2 kJ/mol)
La citrato sintasa es un dímero que existe en dos estados
conformacionales diferentes: ABIERTO (sin sustratos) y CERRADO
(con sus dos sistrato unidos), que explica el mecanismo cinético.
Reacción 2: Catalizada por la aconitasa
Tipo de reación: isomerización
El C central (C3) del citrato es un centro proquiral, es decir, los dos
carboximetilos que le rodean NO SON EQUIVALENTES.
La aconitasa es capaz de distinguir el carboxilo superior del inferior
La aconitasa posee en su centro activo un centro de [4Fe-4S]
encargado de coordinar el OH- del citrato, para facilitar su
eliminación.
Reacción 3: Catalizada por la isocitrato deshidrogenasa
Tipo de reación: descarboxilación oxidativa.
ΔGo' = - 5.0 kcal/mol (= - 20.85 kJ/mol)
Esta es una reacción muy común en el metabolismo:
Oxidar un ácido en β, para dar un β-cetoácido, el cual será luego
descarboxilado.
(el β-carbonilo del α-cetoglutarato hace sencilla la ruptura del enlace
C-C adyacente)
Reacción 4: Catalizada por la α-cetoglutarato deshidrogenasa
Tipo de reación: descarboxilación oxidativa.
ΔGo' = - 8.0 kcal/mol (= - 33.36 kJ/mol)
La α-cetoglutarato deshidrogenasa es un complejo multienzimático
casi idéntico al de la piruvato deshidrogenasa, y con un mecanismo de
reacción similar.
Reacción 5: Catalizada por la succinil-CoA sintetasa (= succinato
tioquinasa)
Tipo de reación: transferencia del fosfato
En el mecanismo de acción interviene una His del centro activo, que
es fosforilada al comienzo de la reacción.
Reacción 6: Catalizada por la succinato deshidrogenasa (localizada en
la membrana mitocondrial interna)
Tipo de reación: deshidrogenación (=oxidación).
Reacción 7: Catalizada por la fumarasa (= fumarato hidratasa)
Tipo de reación: hidratación.
La enzima es altamente estereoespecífica: únicamente reconoce el
doble enlace en configuración TRANS y nunca en CIS. Por ello, no
reconoce el maleato.
Reacción 8: Catalizada por la malato deshidrogenasa
Tipo de reación: oxidación.
o'
ΔG = + 7.1 kcal/mol (29.7 kJ/mol)
RESUMEN del CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO:
1.- El acetato (2C, como Ac-CoA) se condensa con una molécula de
4C para dar citrato.
2.- Se dan dos descarboxilaciones por vuelta del ciclo, con lo que la
entrada de los 2C queda compensada.
3.- Los 2C que se pierden en una vuelta del ciclo no son los que
provienen del acetato que entra en esa vuelta.
4.- La oxidación tiene lugar en cuatro pasos (3 con NAD+ y uno con
FAD)
5.- Se genera una molécula de ATP por vuelta del ciclo.
6.- El ciclo termina con la regeneración del acetato.
Si el balance del ciclo la hacemos partiendo de la glucosa:
Glucosa + 6H20 + 10NAD+ + 2FAD + 4ADP + 4Pi
6CO2 + 10NADH + 10H+ + 2FADH2 + 4ATP