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Ciclo de KrebsDestino del piruvato. Descarboxilacin oxidativa.
Aspectos estructurales y mecanismos de la piruvato deshidrogenasa.
Relevancia del ciclo de Krebs dentro del metabolismo en general.
Descripcin y caractersticas de las reacciones que lo componen.
Sitios de conservacin de energa. Regulacin metablica, integracin
con la gluclisis. Efecto Pasteur. Ciclo del glioxilato. Reacciones
que lo componen. Reacciones anaplerticas.
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Los mamferos no pueden convertir los cidos grasos en glucosa Del
acetil-CoA no se puede ir a gluconeognesis.
Respiracin es la oxidacin completa del Pyr a CO2 y
H2O.Respiracin celular: procesos moleculares mediante los cuales
las clulas consumen O2 y producen CO2.
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Etapas de la respiracin celular.
Etapa 1: oxidacin de combustible orgnico (cidos grasos, glucosa
y algunos AA) a acetil-CoA.
Etapa 2: Oxidacin de grupos acetilos en el ciclo del cido
ctrico/de los TCA/de Krebs, a CO2 y 4 electrones son extrados (NADH
y FADH2).
Etapa 3: NADH y FADH2 son llevados a la cadena respiratoria
mitocondrial (o en bacterias a la membrana plasmtica) para
finalmente reducir el O2 a H2O. Este flujo electrnico lleva a la
produccin de ATP.
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Etapa 1: oxidacin de cidos grasos, glucosa y algunos AA que dan
acetil-CoA.
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Etapa 2: Oxidacin de grupos acetilos en el ciclo del cido
ctrico, que incluye 4 etapas en la cual los electrones son
extrados.
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Etapa 3: Los electrones aportados por el NADH y FADH2 son
llevados a la cadena respiratoria mitocondrial (o en bacterias a la
membrana plasmtica) para finalmente reducir el O2 a H2O. Este flujo
electrnico lleva a la produccin de ATP.
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Reaccin global catalizada por el complejo de la Piruvato
deshidrogenasa.
Cinco coenzimas y 3 enzimas participan de este complejo que
catalizan una decarboxilacin oxidativa.
Localizacin mitocondrial y prototipo de DH
Reaccin irreversible
4 vit. esenciales: tiamina, riboflavina, nicotinamida y
pantotenato
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No se encuentra en la molcula de ADP
Tioster de alto poder de transferencia de grupos acilos
Coenzima A (CoA o CoASH)
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Lipoato transportador de electrones (hidrgeno) y de acilos
(acetilo)
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Complejo de la PDHpor microfotografa crioelectrnica de rin de
bovino
Ms de 5 veces el tamao de un ribosoma
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E1: PDH (TPP)
E2: dihidrolipoil transacetilasa
E3: dihidrolipoil DH (FAD)
Imagen tridimensional del complejo de la PDH:
60 molculas de E2ordenadas en 20 trmeros para formar un
dodecahedro pentagonal
Dominio lipoilo que toca el sitio activo de E1ordenada alrededor
de E2
Varias subunidades E3tambin estn unidas al centro, donde el
brazo oscilante de E2 puede alcanzar el sitio activo.
Sitio de unin del grupo lipoilo al dominio lipoilo de E2
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E2 tiene 3 tipos de dominios unidos por polipptidos de unin
cortos: un dominio cataltico acetiltransferasa, un dominion de unin
de E2 a E1 y E3 y uno o ms dominios lipoilcos dependiendo de las
especies.
complejo de la PDHE2
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El destino del Piruvato est marcado en rojo
1: decarboxilacin (ms lento, limita la veloc. reaccin y ejerce
especificidad de sustrato; 2: transferencia de electrones y grupo
acetilo; 3: transesterificacin; 4: transferencia de 2H; 5:
transferencia de H+ de FADH2 a NADH
Descarboxilacin oxidativa del piruvato a acetil-CoA por complejo
PDH. Un ejemplo de canalizacin de sustratos
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El destino del acetato del Acetil-CoA est marcado en rosa.
Reacciones del ciclo del cido ctrico
Reacciones 1, 3 y 4 son irreversibles en la clula
4 de las 8 reacciones son oxidaciones (conservacin de la
E)Precursores de otros productos
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Formacin de citrato
(condensacin de Claisen)
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Forma abierta Forma cerrada con OAA unido, que provoca aparicin
de sitio de unin de acetil-Coa
Estructura de la Citrato sintasa
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En mamferos, el OAA se une primero, el orden de reaccin es
estrictamente ordenado.
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Centro Fe-S de la aconitasa, participa tanto en la unin al
sustrato como en la catlisis
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Isocitrato deshidrogenasa
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Semejante al complejo de la PDH, E1 es diferente
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Fosforilacin a nivel de sustrato
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Inhibidor competitivo de SDH
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transcis
FUMARASA: ltamente estereoespecfica
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Citrato: molcula simtrica que reacciona asimtricamente
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Unin del citrato al sitio activo de aconitasa
Naturaleza proquiral del citrato
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Productos deuna vuelta del ciclo
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TCA incompleto en bacterias anaerbicas (no poseen 2-OGDH)
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Reacciones de relleno que permiten reponer los intermediarios
del ciclo resultando en un equilibrio dinmico. As, las
concentraciones de los intermediarios del ciclo permanecen
prcticamente constantes.
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Fosforilacin de E1Inactiva PDH
Inh. alostrico de FFK1
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Efecto PasteurLouis Pasteur fue el primero en describir el gran
incremento, ms de 10 veces, en el consumo de glucosa por un cultivo
de levadura cuando pasaba de condiciones aerbicas a anaerbicas.
Este efecto Pasteur se produce sin un cambio significativo de la
conc. de ATP o de la mayora de los centenares de intermediarios
metablicos y productos derivados de la glucosa.
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Plantas, ciertos invertebrados y algunos microorganismos
(incluidas E.coli y levaduras) convierten acetato en glcidos por el
ciclo del glioxilato
2 acetil-CoA + NAD+ + 2 H2O
succinato + 2 CoA + NADH + H+
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Semillas de pepino en germinacin
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Asp
Evita las 2 decarboxilaciones y por eso da sntesis neta de
succinato, OAA y otros intermediarios
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Regulacin coordinada de ambos ciclos por IDH