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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
ESQUEMA GENERAL DEL METABOLISMO
Proteínas
Acidos
Nucleicos
Polisacáridos
Monosacáridos
Lípidos
Glicerol
Nucleótidos
Acidos
Grasos
Aminoácidos
Glucosa
Piruvato
Urea
ANABOLISMO
CATABOLISMO
AcetilCoA
e-
CO2
O2
H2O
ATP
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TEMA 19
PROCEDENCIA Y DESTINOS DEL ACETIL-CoA
PROTEÍNAS
GLUCOSA
AA
CETOGÉNICOS
PIRUVATO
TAG
AC. GRASOS
GLICEROL
ACETIL-CoA
Sintesis de
ESTEROIDES
Sintesis de
CUERPOS
CETÓNICOS
CICLO KREBS
Sintesis de
AC.
GRASOS
CO2 + H2O
ATP
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TEMA 19
COMPLEJO PIRUVATO DESHIDROGENASA
complejo piruvato-DH
(E1+E2+E3)
Piruvato
Acetil-CoA
•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
TEMA 19
Enzimas:
•E1 = piruvato DH (TPP)
•E2 = dihidrolipoil transacetilasa (lipoato, CoA)
•E3 = dihidrolipoil deshidrogenasa (FAD, NAD+)
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COMPLEJO PIRUVATO-DH
“Lehninger
Principios
de
Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L.
y Cox, M.M. Omega. 2006.
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TEMA 19
Coenzima A
grupo tiol
reactivo
(Vit B5)
Tioester, alta energía
(ΔG0’=- 32,2 kJ/mol)
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TEMA 19
VITAMINA
COENZIMA
ENZIMA
Grupo transportado
B1, Tiamina
TPP
Piruvato deshidrogenasa
α-ceto-glutarato DH
α -cetoácido DH
Aldehido
B2, Riboflavina
FAD,FMN
Deshidrogenasas
(flavoproteínas)
electrones
B3, Niacina
NAD, NADPH
Deshidrogenasas
electrones
B5, Pantotenato
CoA
Pir-DH, α-KG -DH,
acil-CoA sintetasas...
acilos
B6, Piridoxina
Piridoxal fosfato
Aminotransferasas
(Glucógeno fosforilasa)
amino
B8, Biotina
Biotina
Carboxilasas
CO 2
B9, Folato
Tetrahidrofolato
Metab. aminoácidos
y pirimidinas
B12, cobalamina
CoenzimaB12
Catab. aminoácidos
grupos
monocarbonados
hidrógenos
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TEMA 19
CICLO DE KREBS
CICLO DEL ÁCIDO CÍTRICO
CICLO DE LOS ÁCIDOS TRICARBOXÍLICOS
The Nobel Prize in Physiology or
Medicine 1953
"for his discovery of the citric
acid cycle"
"for his discovery of coenzyme A and its importance
for intermediary metabolism"
http://nobelprize.org/
Hans Adolf Krebs
Fritz Albert Lipmann
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
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TEMA 19
VISIÓN GLOBAL DEL CICLO DE KREBS Y
BALANCE ENERGÉTICO
Acetil-CoA
2C
Citrato
Oxalacetato
6C
4C
Isocitrato
Malato
4C
Fumarato
6C
α-cetoglutarato
5C
4C
Succinil-CoA
4C
Succinato
4C
Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O
2 CO2 + CoA + 3NADH + FADH2 + GTP
TEMA 19
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CICLO DE KREBS
“Lehninger
Principios
de
Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L.
y Cox, M.M. Omega. 2006.
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TEMA 19
PAPEL DEL CICLO DE KREBS EN EL ANABOLISMO
Y REACCIONES ANAPLERÓTICAS (DE RELLENO)
Ácidos grasos
Glucosa
Esteroides
Aminoácidos
Aminoácidos
Aminoácidos
Porfirinas
“Lehninger
Principios
de
Bioquímica", 4ª ed. Nelson, D.L.
y Cox, M.M. Omega. 2006.
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TEMA 19
REGULACIÓN DEL CICLO DE KREBS
P inactiva
+
ATP
E1
E1
Complejo
Piruvato-DH
ATP,
acetilCoA,
NADH
activa
ATP
Citrato
sintasa
ATP
ADP
Isocitrato-DH
succinilCoA, NADH
Complejo
αcetoglutarato-DH
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TEMA 19
VISIÓN GLOBAL DEL METABOLISMO GLUCÍDICO
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TEMA 19
METABOLISMO GLUCÍDICO.
PUNTOS DE CONEXIÓN Y
METABOLITOS CLAVE.
Glucosa
1
GLUCOSA-6-P
2
3
Glucosa-1-P
4
6-Fosfogluconato
Fructosa-6-P
Ribosa-5-P +
NADPH
Glucógeno
Glucosa-6-P
5
7
Lactato
PIRUVATO
8
oxalacetato
6
8
Alanina
9
Colesterol
11
12
ACETIL-CoA
C. Cetónicos
Acidos
grasos
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CO2 + ATP
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TEMA 19
GLUT2
RUTAS DEL METABOLISMO DE LA
GLUCOSA EN DISTINTOS TEJIDOS
GLUT1
GLUT3
hígado
a)
eritrocitos
cerebro
GLUT4
músculo
GLUT4
adipocitos
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)
Devlin, T.M. "Bioquímica. Libro de
texto con aplicaciones clínicas".
Ed. Reverté. 1999. Pag 270
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TEMA 19