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CARRERA DE ESPECIALIZACION EN

BIOTECNOLOGIA INDUSTRIAL

FCEyN-INTI

Materia de Articulación CEBI_A4

Química Biológica

Docente a cargo:Marta Blanca Mazzetti

CEBI_A4_5a : Metabolismo:Glucolisis, Oxidacion de Acidos grasos, Ciclo de Krebs

METABOLISMO:

Proceso global por el cual los organismo vivientes

adquieren y usan la energía libre para llevar a cabo

sus funciones.

CATABOLISMO

ANABOLISMO

ENERGETICA Y REACCIONES

BIOLOGICAS

CICLO DE KREBS

¿Dónde ocurre el Ciclo de

Krebs?

Funciones principales del Ciclo de Funciones principales del Ciclo de KrebsKrebs::

•Produce casi todo el dióxido de carbono fabricado en los tejidos humanos

•Es la fuente de muchas de las coenzimas reducidas que impulsan la producción del

ATP en la cadena respiratoria

•Dirige el exceso de energía y muchos intermediarios a la síntesis de ácidos grasos•Dirige el exceso de energía y muchos intermediarios a la síntesis de ácidos grasos

•Proporciona algunos de los precursores utilizados en la síntesis de proteínas y de

ácidos nucleicos

•Sus componentes regulan de forma directa (producto-precursor) o indirecta

(alostérica) otros sistemas enzimáticos

FASE I: INTRODUCCION Y PERDIDA DE DOS ATOMOS DE CARBONO

(COMO CO2)

Primer paso (extra ciclo de Krebs):

Formación de acetil-CoA a partir de piruvato.

Complejo Piruvato deshidrogenasa (PM = 8 x 106).

Etapas del Ciclo de Krebs:

1era Etapa: Introducción de dos átomos de carbono en forma de acetil-CoA

(formación de citrato)

Actividad de la citrato sintasa (inhibida por citrato) .Actividad de la citrato sintasa (inhibida por citrato) .

Mecanismo secuencial ordenado.∆G°’ = -31.5 kJ.mol-1

2da etapa: Isomerización del citrato (formación de cis-aconitato y, luego,

isocitrato).

Acción de la aconitasa.

Nota: Un sustrato de la citrato sintasa, fluoroacetilo, se encuentra en las

hojas de ciertas plantas (astrágalo-Plantaginetum subulatae) y produce

fluorocitrato, inhibidor de la aconitasa (veneno Ten Eighty).

La aconitasa es una ferrosulfoproteína con hierro

no hemínico.

3era etapa: Generación de CO2 por una deshidrogenasa ligada al NAD+

(formación de α-cetoglutarato).

Acción de la isocitrato deshidrogenasa.

4ta etapa: Generación de la segunda molécula de CO2 por un complejo

multienzimático (formación de succinil-CoA).

Acción de la α-cetoglutarato deshidrogenasa (complejo α-cetoglutarato

deshidrogenasa, trans-succinilasa y dihidrolipoilo deshidrogenasa)

Este complejo enzimático es inhibido por mercurio y arsenito, que

bloquean los grupos –SH del ácido lipoico. También es inhibida por la

falta de tiamina en la dieta, produciendo un acúmulo de α-cetoglutarato,

con inhibición del ciclo de Krebs.

SEGUNDA FASE DEL CICLO: REGENERACION DEL OXALACETATO.

5ta etapa: Fosforilación a nivel de sustrato (formación de succinato).

Actividad de la succinil-CoA sintetasa.

GTP + ADP GDP + ATP

Nucleósido difosfoquinasa

6ta etapa: deshidrogenación dependiente de flavina (formación de

fumarato).

Acción de la succinato deshidrogenasa (ferro-sulfoproteína).Acción de la succinato deshidrogenasa (ferro-sulfoproteína).

7ma etapa: Hidratación de un doble enlace carbono-carbono

(formación de malato).

Acción de la fumarasa.Acción de la fumarasa.

8va etapa: Deshidrogenación que regenera al oxalacetato (formación

de oxalacetato).

Acción de la malato deshidrogenasa.Acción de la malato deshidrogenasa.

∆G°’ = +29.7 kJ.mol-1

Reacción Coenzimas Número de ATP Medio

Isocitrato →

α-cetoglutarato

1 NADH 2.5 ATP Cadena respiratoria

α-cetoglutarato →

succinil-CoA

1 NADH 2.5 ATP Cadena respiratoria

Succinil-CoA →

succinato

1 GTP 1 ATP Transferencia directa

Succinato → fumarato 1 CoQH2 (FADH2) 1.5 ATP Cadena respiratoria

Malato → oxalacetato 1 NADH 2.5 ATP Cadena respiratoria

La síntesis de acetil-CoA por el complejo piruvato deshidrogenasa es una

etapa clave e irreversible en el metabolismo de la glucosa.

El ciclo de Krebs es una fuente de precursores biosintéticos.

ANAPLEROSIS

Palabra que describe a los procesos metabólicos que reaprovisionan de

intermediarios en un ciclo bioquímico.

Los ciclos metabólicos son esenciales para la transferencia eficiente de

energía en la célula.

Los sustratos que ingresan al ciclo como citrato (vía la condensación de

acetil-CoA con oxalacetato), no causan un cambio neto en el tamaño del

“pool” del ciclo.

Los dos carbonos de acetil-CoA se pierden, eventualmente a partir de la

segunda vuelta del ciclo, como CO2 en las reacciones de la isocitrato

deshidrogenasa y la α-cetoglutarato deshidrogenasa.

Por el contrario, la anaplerosis provee de compuestos para el ciclo, por

otras reacciones diferentes de la citrato sintasa.

Papel e interrelación del ciclo de Krebs con el metabolismo energético de

la célula.la célula.

Ciclo del glioxilato:

Plantas y bacterias pueden crecer en presencia de acetato.