Ciclo de Krebs

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Capítulo 16: Ciclo de Krebs

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  • 5/11/2018 Ciclo de Krebs

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    ; ;E L C C L O D E ' l A C I D O C I T ' R I C O1 6.1 P ro du cc i6 n d e a oe tll-C oA(acetate activado) 60216.216.316.4

    Reacdones de l c lc lo de l acido cftricoRegu lacion del cicIo del a cid o c ftr ic oE I clc lo d el glio xila to 62 3

    606,621

    S i s e en ece citr ate I();f receencia resp iratona a menedoaumenta ... la captad6n extra de ox ig eno es con rnucnomay or de 10 q ue se ex plica,na p ar ta oxidacion com p ieta delcitrato ... D ado q ue et acido cltnco acnia de maneracatalrtica es p rob ab le q ue sea elim inada p or una r e a c c i o npnrnaria perosea r e g e n e r a d o nor una reacc ion poster io r.

    -H. A . Krebs y W .A . Johnson , artic ulo d e E nz ym alogia , 1937

    n cl Cap'tll}o 1 hsmos visto quo aJguuas cNulas OlJUl'Hl'Jten er .'ia (ATP) a p ar ti r Q 1< 1 nne !..ac io n , d cg rad rm I gll1-

    co s a 11 ausene i a u e u x i ' . M '110. Para la rn a '01' p ar te d e c :f "lllla sl Ica.riQ c.'LS tlJt gr".uUltUll":l' ti l bact ru s qu e' V i an en (:01 1-dido I eb a nibil'a..> y oxidan sus ombustibles Ol'gOO ios a di6-xido dp (,.ArI ono y ague, 1 3 glucolisis no (5 sino Ia primcraetapa de 1.'1oxidacion e rnple (I I" la gluco < I. El piruvatu [01.'-mado It la glut6lbis, ell V~l!.de ser red I 'it! a 1;1tl~to. lalloll)algfm otro producto ck fCOIlCHtacioIl, :;lun: WIUuxida ' iOll rna-yor hasta H~O. O:!. ".I~lIase aerobic:; l d,'1 c:ala.hnli,'>'fl isr - dp-n om in a re piracion. En '1 sen t ic 0 f i s io l6gico 1 a s r u n lio om l c :m : 'h j [J ie ~ J, II I t't'spiJ.',It'iUlI 8' ru lie r c a Ia Cstrido para ~'f rlrs iIl o s I lr o c :l 's S 1ll01pI'II1atl's medlante I t ~ q ue las C(i/ "(1.' (J!lS~I-m en O~y proeh l .('11 ,O:! -proc $IJ, cono i i du s uui.::>preds.."mente c om o rt!spiraclon cetnlllr.

    L !1 r Silmdt'ill celular uene lugar ell Ire~ nlSf'S principales(FiJI. Hi-l). En La primera, J..~ I'I1lMc:lI1.I.,'id4:' c I I I l L J u s - \ i h l ocg- i .uico -giueosa, cidos gm.' \ ( s y al ,gul lus : mill(MdfluH- se ox i dau

    para dar lu zar a fragl enl, s de dos atorno le carbone ellf o rm a tiel g ru p o l \1 :t 't il o (jt"1 act ' t . i l- l 'oAIl7 . irIlX A (m ;fl i t i l-{ ,0A) ~;111 ,1 ssgunda fasfil, los grupos ncetilo Sf! tncorporan al dc:lo ('1 I, lo f tr leo , d o n d so n o x td ar to s N tillm l\tJ ru n .fit h to.!.

    I a .11E'rgiaU b p . , r oPQl't.:1.dortl$d p. slectm I'S reducidos NADH y FADH:! . En b. t.(>T"cera rase d ta respi racion, estes e!~mas r ducid s n io ('r ar ('H lO ll a lI ;.(n n .'ls v ia s '(,1 1 In . . , f'naks 1':;(' l '' '' PO t 1 l' 1 l ( '5 -jo~ inl.f'flllf'dianos. E I cic lo d J :itdliu (" iLJico es lUI punt" claved el 1 taboli~lH), 1 1 1 1 1 " .nmprp11(lj>inlptJI' I ul .::;'. n eta tll! g lu eo s aa I l' r t i r d tn w 'i lg li (;e m Hans K r eb s , 1 9 00 1961

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    602 Caprtulo16 EI cteto del acido cittlco

    Amino- Addo! \ !acidusgrasosEtapalPtvducQi6nd ac i)eoAlueosa

    II" ' 1 1 [ 1 1 > ' ; " II,lkJlllU"' ,I I.:

    Etapa2Oxidacio.n delacetil- 0

    ( 0, '/- N A D " ' ~ / jADf~,(t.ra:nspot1.a.d ru sd II redueidos)--__ Etapa3TraD..!;fe:renciad el b:o.

    Cadena respiratoriatransferencide elee OIlt!S

    A D P . . . . P j ATP

    16.1 P rodu ce io n de ace t" l-CoA( ac eta to a cti va do )f_;lllos organism os ae r ob i co s , 1 gI co '(1 y tres azncares, losacidos 81' S 1 I or parte de. 1m , aminoacidos son oxida-doa Ollali l l nte a , :IY li~O 1I travos de l ctclo del a ' ido eLI.y I cadena respi atoria, Antes d entrar el l el 'i '10del adrlodtrico,los esquel L' rbOW1('!oS c t p . AAdc:ures y acidos grasosdeb n ' r d ~ados al grupo acetilo del aceUl-CoA, La~ rmaP . J 1 que el ciclo d cl acido eltrico acepta I mayor parte ch'tl com-bustihl ( , I 1 J I rtad . Muehos d 'L s earonnos de los ammoacid sentran e el cielo de esta forma, aunque 1 vas d (egrrl(tu-do d o alg I1 ,USamin cidos dan Iugar a otros i l l tertHeiliariosdel ciclo. En 'I" partado con ideruremos de quP. m [0 el p i-

    FIGURA16-1 Catabolismo d proteinas, gr.tS~s gJucido en (atres etapas de I respiracion' ceJular. Etapa 'I: oxidacion d losJc1dosg r as o s . g lu c o sa y al n o s am in o acld c qu dim o le IiIC oA . E ta pa 2 :I oxidad6n de los grupos ac -e l il o ~ e l d uo d I acid ciUlCO induycualr-opasos eo los que se susaaen electren . t 'tiJpa 3: los lectronestr an sp o rta do s p o r e l N AD I -t y el F AD I z lI eg an a u n a c ad en a de tl'ilport:!dnr~ 1(; '(;(roniC05m nocorufriales t Q bi transported es unidosmembrana, en el caso de las bacterias) -Ia d a ~ spir3loria,. rd ucie nd o m a !m e nte el Ol a' H. !O. ,Estel Iuju electronico es !?IG il im -

    pulsa la producci6n de AlP,

    . .uvato, procedente de la glucosa ~I tros azll 'ar s a traves dela glue J iS lS , S oxida para dar l uga r a ac ~il-oAYz a con-ellen I d l a' 'j6J1 uc sobre ~I ejerce u a agrupacion

    estructurada de tres enzimus con rmil ipl '5 pias d adauno d nos, cl complejo de 1&piravato d sltidrogenasa(1'011),1 alizado en las muoccndn e s de las cehll i lS eucano-tieas y en el citosol de los procariotas.

    1':1esru d io a Ii lid o d e es te co pJejo enzimatiClo pUl ; ' \de re -sultar LI\ ~ an te per w crs s s razo nes . El xnnplejo df! la piru-vato c1eshidl'genasa es un clasico hi n est dlado ttjempl decomple - jo mllitiemim icc) n el que u n a en e de intarrnadiariosqufmico penuanecen urudos (it !asuperfic ie de la s In l~lilil'n z i l t ii l. ic a s n uc lltr as S PI" d ce la transformacicn el sustratoen '1producto final. 'nco eofactores, cuatro d n o s dcrivadosde vltaminas, participan en el moearusmo de r a . i11 , La rc-gtllaci .n de cs comp1 J enzimati 0 ilustra taro l~ll de q u em . n (W ,.I . 1 1 . < i 'o m b in ac i n c tP on o dilie ac ic ne s e ov ale nte s y igu-tac ion 8J stenca per rn i te obtener u n c on tr I pre . is() d e l f lu jo atrav 'S de WI pas metab61 co FiTlalrncn ., el complejo de lapir vato deshidrogenasa es eJ prototipo d otros dos Impor-tan tes co m pl 'ju s P.:117jmaticos: In o -cet g lu t,ar to d e 'ltid l'o gPo -nas I 'i)0 del ~.I 10 ttcrku y la a-c I:o~ido d cad anaramif ic3.U1.1 deshidrogcnasa d . la s r utas OJ ri da ti vas de diversosam i oacid (v ase~, 18-2.8). La xlr .lord\r iRria similltud en

    s t rue tu ra p tc ic a., lo s c ota cte re s e rn ple ad o s y lo s m e e a-msmos d reaccion de estos tr s eompl j s son :SInd da unrefl jo de su ar igen vn lu "'Q Ullin,a p h "u va to se o xid a 31 acetil-CGA Y CO2La T ' ( ! < l C C i nglobal Qil.allzada or el rnplejode I a pmrvato des-hi r genasa es una d scarboxilac' on oxidatfva, 11 proceso

    o~ /CIC=OICHaPiruva.to

    oA-SH 2+O~ / A~CICIlaAr :e ' lCo

    AG'O = -33,4 kJ /mQIFIGURA11>-2 Reacci6n gl.ob

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    Grupo '01react.iv()

    H- I IL- __ ~J2-CH2-~-CHl!-CH~-N

    ,B-Merca.pt()- 0etilamin

    H

    A'dopaJl N C O

    I1 1 ( ,S-CoA

    A til uA Coenzima AflGU!t' 16-3 Coenz.ima A" oAt Un g rU IK l hidroxilo del adpantotenico S I C a una ,p r iu n de A f> mnOifkadotr.:I\'';: de nen l ce es terfo s ato , y su g carbo xilo 'i unp.1 I" p.mcrcapto tlla-m m a POf'tH1 olace amtda, EJ g po id r it n 1 ;1posi ion 3' d laporc: i6n AfJP tiene gnrpo osforilo .I){! no ; ~nre n pI AQPllbre. I grupo - de la porcio m erGll>lOC'l i lamil ln fOfm r n c:1 xilo 1 " ( rma It moleculs rtf' O2 mienLrns que los doscarb 110S rcstantAA I' transforman en el gl ' \ lpo ,lcelil tI I a til-CoA (l'ig. lG.2). 81N DB f nnado en esta re, '06n li ra 11in 'drLlro (:H ) a la cadena .STfraloria (F i g . 16.1), que trans-P I 'm los dos ruec:trone:> hasta cl oxige 0 0, 1;!111 S 1Iti 'roorgal is-m o s an ac ro blco s, h as r.(l W I a c 'p wr all ;e uvo I . < : l l COO IO e l n i rn t.oo e l s ulf aw . La . nsf ! ref '. e t C ' ! dec:t.r f ln~s sde 1 "1NADH ha s ta1' 1 oX l ge ll o g e n er a C 1 1 1 U o m < t it 'U\cia 2,,'}mol' 'u las d 1\1'(> P rcada pal' tic electron . Se ha dem srrad L a irl '(>ver:;ibilidad dla re...CCI II I

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    604 Capitu lo 1 6 EI ciclo del actdo cftr ico

    E I c om p lejo de la p lru vato de sh idro gen asa estaform ado po r tre s enz im a s d lfe re nte s,,) cOIl1IMj de 18plruvato deshk r ogeua sa ta o Iormado por'upias Ill'ltiplcs d tres enaunas: piruvato desh drogenasa(E I), (lihidrolipoll trdruia.c' til sa (JI '~ y dihidrolipoil d~hldrogenasa (E,,). EI n n m e r o de copias de eada enzlma, I'tanto el arnario de l c omple jo , v ar ta de u n o t'WU l is m o a 0 ro o Elcompleju d 13pir J\~oIt.o dcshidrogenasa aislado a 1artir d rna-nuC r s I.i e un dlli.lllctmde aproxinuuiam .nt 50 run, olas ,einco veccs pi tamano d un nbosoma y sufleientemcntegr nd para vi,' 'luAJiJ'.arse a tra re s IJ nder scopl, el .~l'meo

    ig 16-5u). En p-I zlma b vin ha 60 'apias in n icas de

    '82 qu !i r rnan U T I dodeea lim pentagonal (el ruicleo) CQn u nuwletro de unos 25 nm (fig. i6-l)b), {lei nucl 0 c1~1 n~' HI.!d' g. coli C 1uene 34 . ria d Ed 1';2es el punto p (:0 le-Xl'II d l gnJpo prosMtir.() lipoato, unido a . trav >: ; s un III an ida al gnlpu s-amino d . un resld 0 d T ,y (Fig. 1 }-.) 1':2tie e tres \ . 1 0 iinios f iionalmente distin s (Fig. H).fic): eldO'mitlU) iipcnlo arnino-terrninul, que conti e elllos r 1-duo s) de lipoi}-Lys; el d om ir. to ( ie 1 I'I1 .i6 n 1 .Y ~:c central elamll'h,io iltrMI.sfi'nl.S dd nncleo interior, qu eoutlenoel s itio ac . i vn d 1&aeiltransferasa, R ! oolllplej 1 J ato c s r u -drogunasa rle lsvadura ti '11 un Iii co d nuruo I iPOilo eon un fi-ptlCiW unido, Im el 'omplejo de rnamr reros U 1 1 os el dR c Ii tiene trcs (Fig. 16-1X:), Lsd rulnios de ~2 es a sepa-

    ' F IGURA 16-5 Eslrudura de l ~plejo de I la piruV3lo deshidro' nasa.( , M ic ro gr alf a Ii I : tf6ni '1) de compleju~dA ! 13pl r lMl l d hi rop,e-nasa a