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Introduo O presente trabalho tem como tema Ciclo de Krebs, inserido na cadeira de bioqumica, com que se destacar sobre o tema em destaque que o Ciclo de Krebs, sendo este conhecido tambm por ciclo do cido ctrico, mas recebeu o nome de Krebs em homenagem de Hans Krebs, pelo trabalho desenvolvido sobre esta via metablica de cido piruvico (com trs carbonos) resultantes da degradao da glicose penetram no interior das mitocndrias, onde ocorrera a respirao propriamente dita.

Os organismos aerbicos empregam o oxignio para gerar energia a partir de combustveis metablicos por vias bioqumicas: ciclo do cido ctrico, cadeia mitocondrial transportadora de electres e fosforilao oxidativa

O ciclo do cido ctrico uma srie de oito reaces sucessivas que oxidam completamente substratos orgnicos, como carboidratos, cidos graxos e aminocidos para formar CO2, H2O e coenzimas reduzidas NADH e FADH2. O piruvato, o produto da via glicoltica, convertido a acetilCoA, o substrato para o ciclo do cido ctrico.

Os grupos acetila entram no ciclo do cido ctrico como acetilCoA produzidos a partir do piruvato por meio do complexo multienzimtico da piruvatodesidrogenase que contm trs enzimas e cinco coenzimas.

Alm do papel gerador de energia, o ciclo do cido ctrico tambm exerce importantes papis, biossntese de glicose (gliconeognese), de aminocidos, de bases nucleotdicas e de grupos heme.

Este trabalho tem como objectivos identificar, caracterizar, descrever os vrios processos que ocorrem no metabolismo em destaque ao ciclo de Krebs.

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Ciclo de Krebs Ciclo o ritmo de sucesso ou repetio de um fenmeno.

Na viso de MULLER (2007:42) O ciclo de Krebs conhecido tambm por ciclo do cido ctrico, mas recebeu o nome de Krebs em homenagem de Hans Krebs, pelo trabalho desenvolvido sobre esta via metablica de cido piruvico (com trs carbonos) resultantes da degradao da glicose penetram no interior das mitocndrias, onde ocorrer a respirao propriamente dita.

Cada cido piruvico reage com uma molcula da substancia conhecida CoA, originado trs tipos de produtos:

Acetil CoA;

Dixido de carbono;

Hidrognio.

Nesta reaco, os tomos de hidrognio so recebidos pela molcula de NAD que fica reduzida a NADH e o dixido de carbono libertado.

NAD NADH

Acido piruvico + CoA Acetil CoA

CO2

Em seguida, cada molcula de acetil-CoA (com 2 carbonos) reage com uma molcula de cido oxalactico (com 4 carbonos), resultando em cido ctrico (com 6 carbonos) e coenzima a. O cido ctrico sofre diversas reaces (formando compostos com 5 carbonos) e, em dois momentos. Ocorre a sada de CO2. No fim do ciclo, o acido oxalactico (com 4 carbonos) regenera-se, no sendo gasto no processo.

Em sntese, por cada volta do ciclo de Krebs (o ciclo tem de dar duas voltas, porque cada molcula de glicose degradada em duas molculas de acido Piruvico que, por sua vez combinam-se com duas molculas de Acetil CoA), h a destacar as seguintes reaces:

Formao de duas molculas de CO2;

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Libertao de 8H que vo ser aceites pelo NAD e FAD quer os conduziram at cadeia respiratria;

Formao de uma molcula de ATP.

Acido piruvico (3 C)

NAD

NADH Coenzima A

CO2

Acetil-coenzima A (2C)

Coenzima A

Acido oxalacetico (4 C)

Acido ctrico (6 C)

Ciclo de Krebs

CO2

5 C CO2

Fig 1. Fonte: MULLER (2007:43) principais etapas do ciclo de Krebs.

Em termos de processos oxidantes, o Ciclo de Krebs traduz-se na converso do acetil CoA em duas molculas CO2 e na perda de oito (8) tomos de hidrognio para os aceptores NAD e FAD.

Segundo COSTA e ROMBE (s/d:36) ciclo de Krebs consiste numa cclica de reaces em que duas molculas de acetil coenzima A formam duas molculas de ATP e outros compostos.

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O ciclo de krebs que permite a oxidao completa da glucose, constitui um cruzamento dos metabolismos glcidico, lipdico e proteico e vai permitir ainda a oxidao completa, a CO2 + H2O, dos cidos gordos (cujo catabolismo conduz fonao de acetil coenzima A) e de aminocidos cujo metabolismo conduz formao de cido piruvico (e portanto de acetil CoA) ou dos prprios intermedirios do ciclo (cidos -cetoglutarico, succinio, fumrico ou oxalaoctico).

Fig. 2.Fonte: CURTIS (2009:74) Esquema simplificado do ciclo de Krebs

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As Reaces do Ciclo de Krebs

A 1 reaco (trata se de uma condensao) consiste na transferncia do grupo acetilo da acetilcoenzima A para o cido oxaloacetico para formar o cido ctrico, sendo a CoA libertada. A reaco exergonica porque ocorre a quebra de uma ligao tioester.

Na 2 e 3 tm como finalidade transferir o OH na posio 3 para a posio 4, formando se acido isocitrico o qual ser desidrogenado nvel desse OH.

Na 4 reaco ocorre a formao do cido -cetoglutario. A isocitrato-desidrogenase pode

usar como Coenzima o NAD ou o NADP.

Na 5 reaco o cido cetoglutarico sofre uma descarboxilao oxidante por aco de um

complexo enzimtico designado -cetoglutarato-desidrogenase que tem como Coenzima o

Pirofosfato de Tiamina, o acido lipoico, e o FAD.

Na 6 reaco ocorre a sntese de ATP directamente a custa da hidrolise do substrato (succinil-CoA) que um composto de potencial energtico elevado.

Na 7 reaco o cido succinico oxidado cido fumarico por aco da succinato-desidrogenase, cuja coenzima o FAD.

O FADH ceder os seus electres ao sistema transportador, ao contrario do que se passa com

as desidrogenases de NAD ou de NADP haver lugar a formao de apenas de 1.5 de

molculas de ATP por molculas de FADP reoxidada.

Na 8 reaco o acido mlico oxidado a oxaloacetico (reaco 9), encerando se assim o ciclo.

A reaco global do ciclo de cido ctrico :

Acetil CoA + 3NAD + FAD + 2H2O 2CO2 + 3NADH + FADH + GTP + 2H + CoA

Na viso do JEREMY (2008:479) A maior parte do ATP gerado no metabolismo fornecida pelo processamento aerbio da glicose.

Este processo comea com a oxidao completa de derivados da glicose a CO2.

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Esta oxidao ocorre em uma serie de reaces denominado ciclo de cido ctrico, tambm conhecida ciclo de cidos tricarboxilicos (Ciclo de Krebs). Este ciclo a via final comum para a oxidao de molculas energticas-carboidratos, cidos graxos e aminocidos.

Em eucariontes, as reaces do ciclo ocorre dentro das mitocndrias, ao contrrio das glicoses que ocorre no citoplasma.

Em sntese, em cada volta de ciclo de krebs (o ciclo de krebs tem de dar duas voltas, porque cada molcula de glicose degradada em duas molculas do acido piruvico e por sua vez, combinam-se com duas molculas de acetil-CoA) h a destacar as seguintes reaces:

Formao de duas molculas de CO2;

Libertao de 8 H que vo ser aceite pelo NAD e FAD, que os conduziro ate a cadeia respiratria;

Formao de uma molcula de ATP

Importncia do ciclo de krebs O Ciclo do Krebs uma fonte importante de precursores, no somente para as formas de armazenamento de energia, mas tambm para os blocos de construo de muitas outras molculas como aminocidos, bases nucleotdeos e componente orgnico.

Funo do Ciclo de Krebs na Transformao de Molculas Energticas em ATP

Reduo de NAD e do FAD, formando NADH e FADH, que depois sero oxidados

para produzir ATP;

A sntese directa de ATP (1 para cada piruvato oxidado) Formao de esqueletos de carbono que podem ser usados para sintetizar alguns

aminocidos que so convertidos em grandes molculas.

Colher electres de alta energia de molculas energeticas;

Impulsionar a sntese de ATP.

Um composto de quatro carbonos (oxaloacetato) se condensa com uma acetila, com dois carbonos, originando um cido tricarboxilico de seis carbonos. O composto de seis carbonos libera o CO2 duas vezes, em duas descarboxilaoes oxidativas sucessivas, que origina electres de alta energia. Permanece um composto. Este composto de quatro carbonos

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processado para regenerar oxaloacetato, que pode iniciar uma outra volta do ciclo. Dois tomos de carbono adentram o ciclo da forma de uma unidade de acetila e dois tomos de carbono deixam-no na forma de duas molculas de CO2.

O Ciclo de Krebs Controlado Por vrios Pontos Os pontos primrios de controlo so as enzimas apostarias, isocitrato desidrogenase -

citoglutarato desidrogenase as duas primeiras enzimas geradoras de electres de alta energia do ciclo.

O primeiro local de controlo a isocitrato desidrogenase. As enzimas sofrem estmulos alosterico por ADP, que aumenta a sua finalidade para os substratos. A

ligao de isocitrato, NAD, Mg e ADP reciprocamente cooperativa.

- Um segundo local de controlo do ciclo de krebs a - cetoglutarato desidrogenase.

Alguns aspectos de do seu controle so semelhantes queles do complexo de piruvato desidrogenase, como seria de se esperar por suas homologias estruturais.

A -cetoglutarato desidrogenase inibida por succinil CoA e NADH produtos da reaco que catalisa. Alm disso, ela tambm inibida por uma alta carga energtica, portanto, a velocidade do ciclo geralmente reduzida quando a clula tem um alto nvel de ATP.

Segundo JEREMY (2008: 496) em muitas bactrias, a convergncia de fragmentos de dois carbonos para o ciclo tambm controlada.

A sntese de citrato a partir de oxaloacetato e acetil CoA um importante ponto de controlo nestes organismos. O ATP um inibidor alosterico do citrato sintase. O efeito do ATP aumentar acetil CoA, assim quando o nvel de ATP aumenta, uma menor quantidade desta enzima est saturada com acetil CoA e, assim, forma-se menos citrato.

Entrada no Ciclo do cido Ctrico no Metabolismo O ciclo do cido citrico opera somente sobcondiccoes aerbias porque requer um suprimento de NAD+ e FAD. Os aceitadores de electres so regenerados quando o NADH e o FADH2 transferem seus electres ao oxignio atravs da cadeia transportadora de electres, com concomitante produo da ATP.

Em consequncia, a velocidade do ciclo do cido ctrico depende da necessidade de ATP. Em eucariontes, a regulao de duas enzimas do ciclo importante para o controle.

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Uma alta carga energtica diminui as actividades da isocitrato desidrogenase e da alfacetoglutarato desidrogenase. Estes mecanismos complementam-se, reduzindo a velocidade de formao de acetil da CoA quando a carga energtica da clula for alta e quando os intermedirios para as biossintese estiverem em grande quantidade.

Entrada do acido piruvico no Ciclo de Krebs Em aerobiose, o NADH reoxidado atravs do sistema transportador de electres e o acido piruvico completamente oxidado a CO2 + H2O. Esta oxidao completa ocorre no ciclo de Krebs ou do cido ctrico, ou ciclo dos cidos tricarboxilicos.

Descarboxilao do acido piruvico acetil CoA

Elo de ligao entre glicose e ciclo de krebs: para entrar neste ciclo o cido piruvico tem de ser previamente convertido em acetil CoA.

Elo de ligao entre a glicolise o ciclo de krebs: precisamente a descarboxilao oxidante do cido piruvico a acetil CoA, que tem lugar na matriz mitocondrial.

Essa transformao processa-se em vrias etapas, catalisadas por um complexo enzimtico chamado piruvato- desidrogenase ou piruvato-descarboxilase. Dele fazem parte trs enzimas (das quais a enzima central do processo a piruvato-desidrogenase, alosterica) e varias enzimas.

Reaces de descarboxilao oxidante 1- Descarboxilaco do acido piruvico a acetaldeido catalisada pela enzima piruvato-

desidrogenase.

Coenzima da reaco: pirofosfato de tiamina, ligada a enzima por interaces no covalentes. O Mg2+ Cofactor da reaco.

2- Oxidao do acetaldeido pela coenzima cido lipoico na forma oxidada (disulfurada); formao de um tioster; o cido lipoico reduzido.

3- Transferncia do grupo acetil para CoA ( CoA-SH ou apenas Coenzima A) com formao de acetil CoA.

4- Reoxidao do acido lipico pelo FAD e NAD+. O NADH formado reoxidado pela cadeia de transporte electrnico.

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Globalmente teremos:

Acido piruvico TPP CoA-SH acetil-CoA + CO2

Ac.lipoico oxidado Ac. Lipoco reduzido

FADH2 FAD

NAD+ NADH + H+

O2

Cadeia de transporte electrnico H2O

ADP ADP ADP

ATP ATP ATP

Fig 3. Fonte: CAMPOS (2009:298)

Resumo de Ciclo de Krebs

1. Os organismos aerbicos empregam o oxignio para gerar energia a partir de combustveis metablicos por vias bioqumicas: ciclo do cido ctrico, cadeia mitocondrialtransportadora de electres e fosforilacao oxidativa.

2. O ciclo do cido ctrico uma srie de oito reaes sucessivas que oxidam completamente substratos orgnicos, como carboidratos, cidos graxos e aminocidos para formar CO2, H2O e coenzimas reduzidas NADH e FADH2. O piruvato, o produto da via glicoltica, convertido a acetilCoA, o substrato para o ciclo do cido ctrico.

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3. Os grupos acetila entram no ciclo do cido ctrico como acetilCoA produzidos a partir do piruvato por meio do complexo multienzimtico da piruvatodesidrogenase que contm trs enzimas e cinco coenzimas.

4. Alm do papel gerador de energia, o ciclo do cido ctrico tambm exerce importantes papis, biossntese de glicose (gliconeognese), de aminocidos, de bases nucleotdicas e de grupos heme.

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Concluso

Em gesto de concluso, pudemos verificar durante a fundamentao o ciclo de krebs, sendo este conhecido tambm por ciclo do cido ctrico, os organismos aerbicos empregam o oxignio para gerar energia a partir de combustveis metablicos por vias bioqumicas: ciclo do cido ctrico, cadeia mitocondrialtransportadora de electres e fosforilao oxidativa.

O ciclo do cido ctrico uma srie de oito reaces sucessivas que oxidam completamente substratos orgnicos, como carboidratos, cidos graxos e aminocidos para formar CO2, H2O e coenzimas reduzidas NADH e FADH2. O piruvato, o produto da via glicoltica, convertido a acetilCoA, o substrato para o ciclo do cido ctrico. Os grupos acetila entram no ciclo do cido ctrico como acetilCoA produzidos a partir do piruvato por meio do complexo multienzimtico da piruvatodesidrogenase que contm trs enzimas e cinco coenzimas.

Alm do papel gerador de energia, o ciclo do cido ctrico tambm exerce importantes papis, biossntese de glicose (gliconeognese), de aminocidos, de bases nucleotdicas e de grupos heme.

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Bibliografia MULLER, Susann; Biologia 12 classe; 1 ed. Maputo 2007

JEREMY, M, et all, Bioqumica, 6 ed., Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2008.

Campos, lus. S. Entender a Bioqumica, 4 ed., Lisboa, Escolar, 2009.

COSTA, Irene Maria Carolina de e ROMBE, Maria Clara; Biologia 9 classe; ed.,

Maputo, Escolar, s/d.

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ndice

Introduo ............................................................................................................................................... 3

Ciclo de Krebs ......................................................................................................................................... 4

As Reaces do Ciclo de Krebs .............................................................................................................. 7

Importncia do ciclo de krebs ................................................................................................................. 8

Funo do Ciclo de Krebs na Transformao de Molculas Energticas em ATP ................................. 8

O Ciclo de Krebs Controlado Por vrios Pontos .................................................................................. 9

Entrada no Ciclo do cido Ctrico no Metabolismo ............................................................................... 9 Entrada do acido piruvico no Ciclo de Krebs........................................................................................ 10

Descarboxilao do acido piruvico acetil CoA ..................................................................................... 10

Reaces de descarboxilao oxidante.................................................................................................. 10

Resumo de Ciclo de Krebs .................................................................................................................... 11

Concluso .............................................................................................................................................. 13

Bibliografia ........................................................................................................................................... 14