Ciclo de Krebs
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5/11/2018 Ciclo de Krebs - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/ciclo-de-krebs-55a0c84e09c24 1/30
; ;
E L C C L O D E ' l A C I D O C I T ' R I C O
1 6.1 P ro du cc i6 n d e a oe tll-C oA(acetate activado) 602
16.2
16.3
16.4
Reacdones de l c lc lo de l acido cftrico
Regu lacion del cicIo del a cid o c ftr ic o
E 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 menedo
aumenta ... la captad6n extra de ox ig eno es con rnucno
may or de 10 q ue se ex plica,na p ar ta oxidacion com p ieta del
citrato ... D ado q ue et acido cltnco acnia de manera
catalrtica es p rob ab le q ue sea elim inada p or una r e a c c i o n
pnrnaria 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'Jt
en 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 s
l 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 primcra
etapa 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;1t·l~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 C<lpta iOll O J
I r un Q rg an tS lli1 l m ull Icelu lar Y la ( '{ J lI s j. ~u i ' 1 11r - I ibera( ' j I ;11 ell'
, )~. S in (' 1 ru lto , lo s oi(Hlll fll li :0 . ~' lo s tJiolugos celu lares u tl-
mall estc Lennino en un sentido mds 4>strido para ~'f rlrs iI
l 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 $IJ, cono i i du s uui.::>preds.."
mente c om o rt!spiraclon cetnlllr.
L !1 r Silmdt'ill celular uene lugar ell Ire~ nlSf'S principales
(FiJI. Hi-l). En La primera, J..~ I'I1lMc:lI1.I.,'id4:' c I I I l L J u s - \ i h l ocg- i .
uico -giueosa, cidos gm.' \ ( s y al ,gul lus : mill(MdfluH- se ox i dau
para dar lu zar a fragl enl, s de dos atorno le carbone ell
f o rm a tiel g ru p o l \1 :t 't il o (jt"1 act ' t . i l- l 'oAIl7 . irIlX A (m ;fl i t i l-{ ,0A) ~;11
1 ,1 ssgunda fasfil, los grupos ncetilo Sf! tncorporan al dc:lo ('1 I
, lo f tr leo , d o n d so n o x td ar to s N tillm l\tJ ru n .fit h to.!.
I a .11E'rgiaU b p . , r o
PQl't.:1.dortl$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 <1u
... oxidados, Iiberando pretones (11+) y lectrones. Los i('e-
ltOll ,. SOH transferides a lo l a; r :' o d e una t;tldE-'w.Id l l Io l <;;\I1~
transportadorss (co nocld a co m o cad n a I'e spira l'ia) <1102d
;,lCI'ptor 1p.c:tr,6 ico Imal-. Durant s proceso d ra r , "
I e> l e la f'ledr6lucn ae lit m Lilla g ran cantidad de nergia, qll~
se co nserve en fo rm a d e ATF ' gracias alproeeso l J. am ado I o s -
[o r JJac i 61 l u : :~kl ,l ti " a (<Alp I tu l o HI), L a r $ pita dO ll t'sm as (;OlU-
pi ' j O t qU E' 1 :1 glut61i 'is . se .re que ap'lf("'ci6 rnucho rn S
turd " despues de fa a uidon de las crnnoba 'terias. La < 1 ·ti-
viad 111 al 01i';I t 1 d'l)lOba.t!t rias 1a r Spt.H1.!lilhl Ii >1f'lwiqllf'<,.imj ..nw en 0 'igE'nQ ( I E ' 1 <1 nt;[l1ofif!"1 rerr l i t . r J PlII1tO
f 1 ¥ ' i n f lex ion doterminante f'J1 o J pr o .( 'so do 1< 1f 'vo lur i t in_
E ste ( 'a lUl l I . r n I . 1 l 'Z~1( 'On J a r - ,1lV r s h i n I 1 p lru til() n
~rul os t!cetill) Y !ii ju (' II til t ' 111nuJa . de estus grup s >11 el cicIo
(I J .. ido eHrioo, Urunado amlf(H eielod 10 ~'idO$ tri<:v-
boxilico (ddQ 'f J\) 0cic.lo de b pur su d " 'uhridllt'
J Iuns Krt>U5). IW !JiI!l:HJ1i:lnlt s 1 1 . cont.inu<lciullla5 rea. r i o n e s del ci
r: y los .nzimas ql l las cataliz.1 l1 . I , do qm. ini .P.l 'nH" 'fl iarios d I
d d (1 (> 1e . d o 1 1 1 1 (' ) S ( )l luU I1 7 . .ud ns c: 1I1()Iltf"CutSOf' S h I itll -
ri .O S , < 'o n 1> 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" clave
d el 1 taboli~lH), 1 1 1 1 1 " .nmprp11(lj>
inlptJI' <,lItv. palm.. (! gm la i~os y
anahdhl'ul>. y t"sl a Ilnaruerue ff'-
,q nlilr in pn c:()Ord inn l ' i c)1l r rm n I1lS
rutas. E I capitulo crmina con
cum descripcion 'hI ruta "1
Iiol\il" In, j;1'('lt( nela me'I~,hoJir'fI
d a ~ IJ JlOS o r g an s s r n o a que IlLil i
zan varies enzimo ~ y reac tones
lrl ;i I !(,l arido ci l rico, para dar
lu g ar a la :> I ul .::;'. n eta tll! g lu eo s a
a I l' r t i r d tn w 'i lg li (;e m Hans K r eb s , 1 9 00 1961
6 0 1
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602 Caprtulo16 EI cteto del acido cittlco
Amino- Addo! \ !
acidusgrasos
EtapalPtvducQi6nd ac i)·eoAlueosa
II
" ' 1 1 [ 1 1 > ' ; " II,lk·JlllU"' ,I I.:
Etapa2
Oxidacio.n del
acetil- 0
( 0, '/-
· N A D " ' ~ / jADf~,(t.ra:nspot1.a.d ru sd II redueidos)--__
Etapa3
TraD..!;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, los
acidos 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 adrlo
dtrico,los esquel L' rbOW1('!oS c t p . AAdc:ures y acidos grasos
deb n ' r d ~ados al grupo acetilo del aceUl-CoA, La~ rma
P . 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 s
entran 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 tertHeiliarios
del ciclo. En 'I" partado con ideruremos de quP. m [0 el p i-
FIGURA16-1 Catabolismo d proteinas, gr.tS~s gJucido en (a
tres etapas de I respiracion' ceJular. Etapa 'I: oxidacion d losJc1dos
g 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 induy
cualr-opasos eo los que se susaaen electren . t 'tiJpa 3: los lectrones
tr 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'il
port:!dnr~ 1(; '(;(roniC05m nocorufriales t Q bi transported es unidos
membrana, 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 de
la 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 ada
uno 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 intarrnadiarios
qufmico 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 sustrato
en '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 a
trav 'S de WI pas metab61 co FiTlalrncn ., el complejo de la
pir 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 ana
ramif ic3.U1.1 deshidrogcnasa d . la s r utas OJ ri da ti vas de diversos
am 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 un
refl jo de su ar igen vn lu "'Q Ullin,
a p h "u va to se o xid a 31 acetil-CGA Y CO2
La 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=OICHa
Piruva.to
oA-SH2
+O~ / A~C
ICIla
Ar :e ' l·Co
AG'O = -33,4 kJ /mQI
FIGURA11>-2 Reacci6n gl.ob<ll (;~t"liud3 p tel complejo de la pi-
ruvato deshidregenasa, los ci 'oetlzim que pilrticipan en C ! s . t a
rn od6n, II j'torno los tres enzimas que cornp en elwmplejo enzl-
mal ico, lie t ratan e l te x 0,
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Grupo '01react.iv()
H
- I IL- __ ~J2-CH2-~-CHl!-CH~-N
,B-Merca.pt()- 0
etilamin
H
A'dopaJl N C O
I1 1 ( ,
S-CoA
A til uACoenzima A
flGU!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 n
en 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 la
porc: i6n AfJP tiene gnrpo osforilo .I){! no ; ~nre n pI AQP
llbre. I grupo - de la porcio m erGll>lOC'l i lamil ln fOfm<l un tiok-
It> r n c:1 <. alo en el acetil-coenzima A ( . lil- 01\) (part in f rto r
iZ'luierd,J).
de oxida j n irr v rsible en pI u el pinrvato pi me un gJ'llj)O
cart> xilo 1 " ( rma It moleculs rtf' O2• mienLrns que los dos
carb 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 11
in '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.o
o e l s ulf aw . La . nsf ! ref '. e t C ' ! dec:t.r f ln~s sde 1 "1NADH ha s ta
1' 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 d
la re...CCI II I<I I com l~io p p' vato d cs hir iT og t> n .a meiliaul '
x:ywr imenws can isotopos radla . Ivos: 01 'om 1 1 no PlI <k
un i r (h~n u ev o :!marc, d o rad la · t i v a I 1 w n t E l al n r-eti l~ o A para
g , r p u' \~.u..c) m arcsdo en eJ grupo carboxi lo.
El tomplejo de la piruvato desh idrogenasa neces lta
c illco coenz tm as
La dcshidrog 'J\acioll r do se rb lta'l611 · () tI \b i nad i' ll > d 1p t r u-
varo para I ortn ar 1 "1grupo a .p.tilo d It1 Ul-e A (FIg. 16-u) r -
quiere la accion sec eJ cia) de res cnzirnas difpfPllt <lsi
(;01110 tiE' CH1C{J coenzimas 0 grupos pros; ~tico..<;h(l>1" nt s-etpirof sfato cl itlUllna (TPP), I naYul i l a u n w a . dlnude6l.id
(1'}\1)), cl coenzlma A {CoA a Ve<)E'S rnostrado ("'O mn A ...,)H
para pouer de reL!pve 1pal rt J grtlflO -Sll), el nkoLinamieta
ade-nlna dint lc6 id ( AD} y el l ipoato-. <Itro vilmniM.<; II-
Ierentcs, csenciales n Il:IlIulrlci 1\ 1m alia, 'Oil c omp o n s r t, ~
vitalcs (k I "s t. s . t.e li l. a~I. a I . ia .m i n~ (p .n el TPP) , la riboflavi a
( II el FA[ .01 ni xituuunida (en ol NAn) y el pantoten to ( 1
el coenzirna A). Va IU:'1tI s descnto los 1~IJlt ' les d '1' y el
AD • (ItO transportarlores de elcctrnnes (Capitulo lij) 1 1 II ...
moseneontrado 1TPP c 'o~llZnll<l d 1. piruv; l l I e ! ) '41r-
h x il .(l S,l (v ea s • Fig. 14~1
16.1 Produccion de aceti l-CoA (acetate activado)
0-
I ~'0- -0-
I
R i bo s a 3 ' · f os fa to
Io
3',P09Ii dCtl'losinadiflJ6fato
1':1 c nzlma A (F ig. 16--3) 'onl.len n gruJ,louui rea ti 0
(-SH), d irllPQflancia frmdamen a1 SU papel como trans-
p rtador de grupos adlo en diversas reacelo s mClab6il as.
Los grupos acflo se un 1 1 C O '> < lentcme l t E > al grupo t ol, ~ rman-
do tioe tere • A. C:(JII:> .uen 'j..de sn relarivsrnente elevada
r.ner~ia lihn>M hkh ltsls (veanse Figs. 13 6, 13-7), los ti ISre-
TP.s tien n un el va' J I·CIl ' 1 , , ] ( 1 ( > Lr . lls fer n cia d e grupos
8 C i J que les pertuite eed r estes g ,pes a eliv rsas m o l culas
at p ras, Asi, pucde consid rarse que I~ropo acilo nnido al
coenzima •f 'sla "activado" f)a'l"3 J . a trunsfe ncia de grupo.
El quinto cofactor d 1complejo d 1 < ' 1 pUuvaw II shldn g , t ! ' -
nasa, f!llipoato (It)g. 16-1). iene dos gru is U 1q CptlP 1 ~ 1 1
expenm t t l : : tuna cxlda :ion rev~Mbt hasta Iormar u enla f!
rlisulfuro(-S-S-), Graciasa esta
tar reaccioo s de XiUatioll-r e l U i 1611, l Itpoato pll ~ < .t.UfLr
I. 1 / z . C(mo I. am;pQrl .a r lor o e electrones •- d e adios.
; cido
lipolco
FormrOOyelda
HS ca,-,/CHII
lIS-elI
",CHI!
II
~1 1
,'HIII
C '
• ~ ~d I:!1 I313(1 lipp dj:l
e 1 3 : . 1 t d ' 1idrolip i]
tra saoetil.aijll}I
Fotmaacefilada
CH~
AGURA16-4 • ido lipotco (lipoalo) unido por e1l13~1!mida a un
residun de 1; • I a porci6n lipoil.llsil es I grupo p ro s . l~ t JC() ( >Id;-
h idml ipQi I1 ran<; .1c :pt i li l . ..l f F . . . d<,'lwrnpl 10de I" pi ruvato ~I idroge-
nasa). E I grupo 111:)0110p cd hdllar~c t)xldatlo ( e l l uliuro) 0 bien
red cido (ditJol) y atluol LOR10 un Ir , Mport<lrlor dehldr on o de un
g F U J) O ,1 cttlo (ll otro dlilo).
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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 esta
form 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 ,e
inco veccs pi tamano d un nbosoma y sufleientemcnte
gr 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 n
uwletro 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':2
tie e tres \ . 1 0 iinios f iionalmente distin s (Fig. H).fic): el
dO'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 el
amll'h,io iltrMI.sfi'nl.S dd nncleo interior, qu eoutleno
el 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 d
R 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 islados de tiMn b ov in o, E n 1 .1micruswpid cnoclc ron ca Sf! o b -
s er va n r n ue sn as hiot6giC<l$ a < m lper;m Jfilr . x II 'c ir ud am c te 1 .1 Jas; esto
I m p ' de 1 .1aparicioA d an c acto' pole iilles inttodut. . id s p nr- I pro--
al d e d es hid a.t.1 ciO n, f ija :iQ n y Incion. (b) 1m '1m Indlm n -
.Ional d , complejo d e fa piruv tu d es hi rlr og <N 1l Js a q u r n ~lf<I la
• I r l , l r a d s vo un id ac le s lEI, piltJlIJIO dcshldrogel'lasa; E 2, dihidrol i '
p o i[ t ra n sa etila~.lY I, d i l l id ro l ipo l l d I l ldrogell3SJ. E s t . ) imag4.' f1se
h reco ~lruidomcd i a n l ;Jnali Isd un r al'lllu m er o d e I m ag er ie s ta -
les (: m o I . C ] I J E ' <lp. , rcc I :O en (a), en co lbinad6n co n es tud ios Til;-
ta l ~ 1t;Q$ d h )~ " u n lI li da cl'~ i nd iv id u le s, E I n u c le o (ver<ic) cons ta
d e ()O mol~ u la d e E ]. o rd en ad as t!f1 20 I r fmC fOS que fo rm an un do-
decaedre pell ' "I. 'I d om i nio lip o ilo £2 (i;17ul)se p o y ec i a h a -
c ia f U er a p ar a tocar 1 0 0 ; s itlo s a ctivo ; d e la s Inole - ul a5 d e I (amarillo)
o rd en ad as ~w re I m kl!!O de E2. Var las s u h u n l d ad e s de I: (rojo) tarn-
bien C$!~n I,lIlid41:Oil t nudeo, n d o n d I brn70 bascu lao te present
e £2 pued e ..Ican ;)1 '> us s ilio s activo . EJ m o 00 do n d e un g~lllltl li -
poilo E> t ; ! ( a (till ..I demlnlo !tp" lo de E) esta rnarcado 'on un aste-ri '0. ~r i) q ~ttuLlura 'a 11\~Sclara se a c l im i n ado ~IIe<Wd r
de 14 1m l ta ci P I'I c o m pl ej o p l(!f u I r ll' a 1< 1parte rental. s e mooe lo
fue I pilrilrlO por 7. H. Zhou !1 :II (-OOt); en orre mod ,II) "ropu ,10
pur S . Miln!' et at. (200.2). lob subumd des E .J esran lo caji~ d es 111,1S
ha 'iii 13pe ri e r ia (vcasc Blbliograift l) , ( ) E! consta d 4f($ tip cio-
in io s u n ir lo po r o n s ptJlilx!Plitk)~ d e c n ex io n: u n d um in iQ c"t.,H
Ii '1.1 i;ldltransf r.1 ,'i un dom l lo de ur 11 , q ue in ervtene. ) Inion
de [z dEj Y E1Yuno Q ma~ don lnios (~ 'un I.. ~ p e de ) lipoilo.
El w:imel'o de dom.iniU6lipoilovana segun las espeeies
E. roli Muwfft!! '0!5 Le ad u
(3) (2) (U
\ \ --, \
Pol ipep t - id l l
Bex ib l
d e c on o xi 6n
\
r.
\Domini.., de uni n \interviene en
la u nien Jo :2-g!
, DC lm i ni o I y en I II ~ - ':I)
; li J> o ilQ Dmuwo
eil1.rllJi.,;f()1'~8a[nu leo Interne)
(c)
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HI os por conectores, ecueucias
acid o s . r l s u Ala Pro en tr m e :z cJa d 1 > COli
dos; estes onectores ti nd n a ado tar sui f xten u it, "
ca n 10 que m an ien en separados lo s d o m in io s .
El sltl ac ivo de ~1 ontlen TPP uru 10,y el de Ell COIl-
tiene j"AD unidc . Exist n ad m~s dos pr )Le inas r guladoras,
u na . p ro ~ in n q utn as a y n a ro s~ prot rn a Ios fa tasa , Cjl1P. t am-
u i n I rman parte del co lpl jo de la Iruvato d snldrog -
n asa. S u pawl s ata r o n s < I ddan l. " I :is La es t ru ,tu r\l b < \'jc;,!
E I-E_t-E;jse ha conscrvado urantc la cvolucion y utihzado ell
div 'tS<lI' "'1 'ci II S [II lah6licas similarcs, III ~I
cl . en la oxidaciun del o-cetoglutarato en el ciclo del aeido
c i0 ([ . c ri t a m f LS a de !a .n t .) y 1 < 1O M a.d 6Jl d lo s llt-oC'ft ,ci-
do pruv ru I S d t a degrade 'wn d 10:.; In iosde ,a-
d~JW ramlficada valina, isele ciua y leucina (vea:;e r~ ig.18-28)D JI(.rO tic unacs ci dada, E'j tidC lIi.plcj c In pir vato
( l cs h i c t fO~(> .na s a c s ic l n l;i a a ';t d e lo s o tro s r t o s c amp i 'j 11-
z i r n auco s . La u n io n d c ll ip o al o al extrem e d e In c ad en a la te ra l
WUI Lys en E~ a lugaf <I un 1 ) 1 ' < 1 2 . 0 lsr 'I) ': I Ilexibl ' qu
plied Iesplazarse d esd e s itio a 'livo d e 8] a lo s s lu es a tr-
vos de ~ y E3, Will distancia d W10S 5 J1m 0 nuts
E n la ca nallz ac le n d e s us tr ate s, lo s i nte rm e d iar ie s
nunca anandenan . 8 supe rf ic le enz jm a tica
En IaFiguru 1 sc mnestra esqu mducamonto de que modo
ill co rn Jejo de 1<1 lruvato desludrogenasa II va a cabo 1(1 s
'i n '0 r ac iion f> • n se cu tiv as e ll la d s carb . ill! 'ioll. d slu-
dr gen{lci6n lel piruva o. ,I !Jaso(i)t.'s en eseneia iuen£iC{).
la eacc io n . a lizad a po r 1<1iru ato d escarb o xd asa (vessc
16.1 Produccion de aceti l,.coA (acetate actfvado) 605
Pig 14 -1 : -I c ); R l C;-1 dcl piruva eluuirlad CO:!.
I 2, Que en el plruvato se encuerura en 1 sta 0 f' 0.0-
cia i6n corr ponel l I\L a un ald hfdo. s una a1 TPP en onna
(If> g m po h 'ic 1r ox i ti lo , ,'SlP ri m r paso es el m 4s 1 0 • , po r
tanto, limita la veloeidad li e la reacclon global. En el aso:-_
cj g r upo lU tl roX i (. 'l Ji o l:~ o ,'i d,u lo p ar a 1M lu gar a u n acido car-
h o x i 1 i co ( a ce t at e) . l,.( s d os ('I tronE'S b t e rudo 0 UI reac-
cion de oxidacion roducen el-..')-S- e un grupo Jj oilo eE:.lpara dar lugar . d05 grupos tiol (-S11), 1acetw 0 produ-
eido t!II esta I'I:'~ cion fl ()x:ifla .jon-~rlll ci6n s l rifica n
prim r Iugar con un o de los ?,mpos - H el li oiJo. y a (' -
i n uac t on S~ rr 1S('. .J 'i f ie a c on c L 0 pard a r lu ga r a a { '-
'I- oA (paso Q!)), Asi, Ia energi e 0 ··daci6 impnlsa la
f r 1I.11<:16ne W1 tiu(.~ l' d I at' taro de elevada encrgla, E
resto (ir: las rca Io n es e I . a J . i z , o l d . 1 S I r I . m p. ~ d e In p iru -
...ato deshidrogcnasa (por E;Ien los pasos (j)y@) s on tr an s-
~ r n clas elec tr n ics s n ee , s ar ias para I a r eS! ne rac i o dE ' la
I o rma 4) i rla .c ln (f li sH lI nr o d el ~ t'u po li p U o u . J : ; z , pr parar d
asr I rornplcjo cnzimatico para OLIO 'ido 0 ud i0 Los el f!C-
tron .s e traldos lIcl grupo hilll'oxi.e ilo proo dente dRIpiru-
vato pasan a trav 'd 1FAD u l W .
Los os brazos as 'Wl! It.·S de llpoil-Hsllo P, E!! es m-
pet an un papel cen ral cste proc so al ra pasar Ids
el ctro n s y el grupo acetilo d r ivad o s d el piruvatu d esd e E ,
a e~.T ullo s .. os enz imas y o c n zlr u as s ell i ue n tr an a gr u pa -
des, 10 t l" P. permite a 10,<;nte rmedia r ie s reaccionnr rc ip ida-
me te sin que difundan fuera de la superficie del complejo
enz m~tl. .L a se uen ' U ; l de ein '0rcacclones r uos t r a a 'ala
F' ig11 r r t 10-(' P I; 1 1 1 1ejemplo de anal iza ion d su trato .
Los Intermediaries de la sccucnc ia de varies pasos I 1W ICa
Piruva 0
II b.idl'\og nasa.El
Dihidrolipoiltrii.D..'lacctllasl!t,
E2
DihidrolipoildeshicHogenasn
.E a
FIGURA16-6 Oescarboxila.ci6n oidati a d el piru vato a ace1 iI .G oA
po r el co m plejo d e fa prruvato deshidrogenasa, 1 :1d e st in e d e l p lr u -
va to s e m u es tr a e n r o]o . & 1 e l p as o (i el p i vato reaco on a co n el pi-
ro fo sf ato d e liam in a T PP) u nid o a la plru vato deshidrogenasa (EI),
experrmentando u n a d es ca rb o xila ci 6n h a sta e l d er iv ad o h id ro x ie ti lo
( v ea s e F i g . 14-3), La p i r u va lo d e sn i dr o ge n a. sa e s t am b i f fi la r es p on s a-
b le d el p as o 0. E n e ls e tr an s fi er Cf i d o s e le ctr on es y e l g ru po 3 ce ti lo
d s d I T PP h lil la form a ux id dll d 1g ru p< ) l ip ii-I i -10 d I lzima
udeo, In d i h i d ro l i po i l 1!'allS cClila5d ([l), r rm . i ndo s e acetil l ioes-
f er d el grupo l ip o i lo r e d u ci d o . E I paso ( 3 ) una t r an s e s t e ri f i cac i on
en la que oA su Iltuyc ol grupo -SII de :t~p I'd
obtener < 1 111-oA y I )[1 1i(l<)110.11 su forma m as redueida (dt-
tioll, E n el paso (1), I dlhtdrollpoll tl hlflr~(!n sa (E) prom .... 141
tran s fer d d e d o s a l m os d e h id r6gC1 '1o d e lo s grupo !> l ip o i lo r e d u -
c id os d e E} 31 g rl lp o p rOS l ~l co ~AD( E j, r CS la b Je len do 1. io rm a
o xid ad a d el g ro po h po ll-I I 11 0 tI > ~. n el pam ® . el FADH, r edu-
d d o d El Ir, sH ere u n io n hidrl1ro I NAD'. forlThlndo 'AIJH [I
c-am pl jo eJ1zimalico est) ya prt 'p'lrado par< l u n n wo CJ 10 alalll lc:o
(lo& co lo res d e las l>~Jhun id d es 5(; orrt!spol d en o n lo !. d e IJ Fig.
160-5b,)
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606 CapiUJlo16 EI cicio del aoldo ClttiCO
ahandonan el complQjo, con to q la COn ' ez , ll r ad6n local del
su s a t d '~S~ m a nrien e s iem p re m u y alta. La canahzae ion
, bien impidc cl robo del grupo aceu lo acuvad por otros
enzi \ali qu utilizan te grur 0 como sustrato, 'l'aI como "e-
rem s un mecenism d li~ndo slmUar para la canalizacton
del sustrato entre sitios activos es utnlza o n divers s enzi-
mas en los q ue l lfpoato, la hi tina 0 urn p r 'ion Lipg ;:oA
a 1 . 1 . 1 a n com colactoe 5.
om o es de esperar, tanto las uiacio ien los g nes
d las su unl d d 1 ' IT\pl~jo de lit pir1lJvoto ueshi-
tltogenasa como la deficienCla de liamina n la di ta plied e n
a ca rr ea r g ra ve s 'o tk SO C :Un cla s. Lo s a rum a l es qi c prese tall d e-
lid n ta de Llamina no SO I 1canaces de oxidar cl piruvatn con
r ormali .ad Bsto es espccialmenta importimt • para el oer b ,
que obt ; iene OnllallltCnt toda $Uen ernia de ta oxioacion aero-
bica d 1\1gill; osa, a travas d una ruta que necesariai n e i J 1 -
leye Ia 0." dacion dpJpinrvato . El bcriberi, un e f mad
ausa a por un defici de tlamina, ca;racl.P.ri7.ap r 13perdida
e Iu C16n ne r at Esta.enfermooad incidc principalm t.
( ' . 1 1 poblaciones Clzya alimentacidn dependc bas icamel l t d 1
aITOZ blanco (stn ··~C~Ir"<.Iel arroz blanco C' c de namina,
qu san cambto abundante e la cascara. Las persona qu
consumsn habitu umc te grand eanudades df! alcoh 1 tam-
bi~T'1P ed II arrollar una deficienc.ia. de tiamt a; la mayor
parte d e SU dieta diaria, beo i da s al 0 6U ca..c ;d s .lad as , '01'1
"cslorias vacias" • c tas de vitaminas. n nivel .leva 0 de pi-
ruvato 1\ sangr su Ii n d i .are~ . os en la oxidacton d lpi-
ruva 0 produ Idos por ana de estas causas. _
R E S U M E N 16.1 P ro d u cc io n d e a ce tll· CoA
( a ce ta te ac tivado )
• ~;Il)ic vato, pro c o o d la g!uc6lisls, S convl rt en
ac ·1·CoA,material d partida del cid de.l aeido
citric ,por ac io n del r. . mp'lejo de Ia piruvato
deshtdrogeaasa.
• EI complejo de 1<1 i ruvato eshldro ena sa s ac OJU P U C !:l p or m ult.jpl • capias de t s eJlz ll . s:
plruvato d shidrogenasa, E, (co su cofactor
1igado el TPP); dihidrolipoi! t.ransacetll, < I, E~
( . '0 1 '1 su gru lipoiJo urudo < 1 memQ covalente)
y di i r t~poUd shidrogenesa, E; (con sus
cora' Or • FADy AD.
•
co n un gru
• E~ catal la l,r aJ'f en cta del grupo acetilo t
coenzlma A lormando aeetil-CoA~
• B :J cataliza Ia regsner · ion de]a forma disulluro
(oxi C l t .W . cllipoato~ los el t. r ncs pasal'l fI " era at
FAD y , • lItirumd6n, at NAU",
• EI largo brazo de lipoil-lisil. bascula de
aeuvo d EI aI d Ea y al ' a, I i P , a . T I 0100
mtem)p.cliarios complejo enzimatico para perminr
la canalizacidn d los s straws.
• La organizaci6nl compl 1 e la plnlvatt!l
d e s h i g n as a e s m I . IY • im ilar a la l1 e lo s 0 ) 1 ' 1 · jo s
o n ztm a n co s q ue catalizan la o xid a .o n d el0. gl taratoj' alae los o-ce 'itl s e cade a
r a r n if i ca d . .. .
16.2 ReacC10nes d el cicIo d el a cld o cf1rico
Podernos ahora seg..uir cl proceso m .aulse el cual se xlda J
ac til-CoA.lr eha t r ans ron cl6n qufm. i ca se r ahza (l eI icl
d 1acid n.ric Il a p ri m e rs , viaetaMlkaciclica que 11 m
encontrado (Fig. 1 1). Parajniciaruna vu II.adel ilo I <lee-
U-CoA co c s grupo lie ll a l o xata eta to , lin c l11P esto e
'U~W aL carnon , rormando lilamolecula de citrate
().~l
ro car nos. on-
unuaeton .pj su ,.Inat e s o n rL "d (),.mP .i1 i& nle u na secuencia
s ccionca ~n7.ill ' lhtiC3l>t en elcompuesto de cuatrocar-
bonos oxalacctato, con 1 0 qll 1\1 'lis para reacclenar on
o tra m olecu la de acetJl- GA. En uda V1 p.lt.a.d 1 o iclo se pro-
uc la 'entrada d P. Ull grupo aceulo (dos carbon os) ItIorma
d acct.il·CoAy la salida e O~ 1 CUlM d .... lambi ! ' . : C' J ' 1
eada vuelta s u m , . . a una m 1 uJade oxslacetsto pard former
citrate y se rc~(>.ne~ una rnolecula d 0 al .. t~f . En consa-ta
C l'l1oprecurso s de una amp1ia gaft de productos. L . . " l S C Iu-I::!:.,>>.R1llt!aTl las d en om in ad as raac 'o nes an aplcrO ti .cas (d re-
Ilene) , que dsscribir rnos mas adel lit .nars r plazar los
in rmedsari s asi d sviados.
\lgP. f! Kenne y Albert Lehningsr
qu e, en eu cario tas , LO O asas, acclo 1 S
hi ,0 tlen II ItlgiU' en 1.1mit· .ondria Observuron qne las n u -condri: ai~h:uJ3Sconticnen no .'It I dos I s cnzlrnas y
co nzimas nee para 'I J ti.l, ~I 10 cftrico, sino Lam-
i od sis c!!imas y proteinas neccsarios para que tl.lHg1:I
lugar L a Ultima ctapa d la fe"pir(l(';ion, es deck. la trahSfer I1~
- c i a . cl ni . Y 1 < 1 !lJnLesis f ATP m diwlw ~ Q r i J a c . i o l 1 oxi-
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Adil
1:6.2 Reacciones odel ·clClo del acido enrico 607
C DCondensacion
liz- ,
ICH~IC-S·CoAII
GDP 0
(ADF) IIcdnil.CoA
+P;
®~l1idrataci6n
o=c-coo-ICH2-COO
O:wlac taro
II
coo-I
H O - r E I
Mwto CHzI00-
®FOSforilaci6n aniv de $ trato
AGURA 16-7 Rei! dglJ~ d l(j 10 d e l a ci d o atTica. Los a lomos de
carbone m. rcados en rQ';<1~Q" tos corresp ndi ole, :ll ilC4:!tltO d
I . 'e l il -CuA en I~ ' p r im r .J . ..uelt~d el e tc o.No s on lo s carb o o s li'bera-
do:; I,;UQ1Q C O : : en 1 1 . \ p'm ~ vuelta. ~c ue en 'I sue inato Y
rllmllmtu @Igrupo de des .itomos de carbone pmvcnicnlc del acetato
yil no se paede dini uir e~pe ffiLamttllltr!i fl bido a qu~ elsu c:lnato
y el fum<lrl llO son molokul simdrj t:~. C·I )'C·2 wn indis(jFlguiblt!!.
d .4 Y C·3. 1"1numero q C aparecc in d i an d o ad a paso COfr> f . !S ·
Cicio de.
acidocitrieo
NADH
H
0- ~Dcsh idcoge . ruU: iOD
cts·Aooni:tato
~O
@Hidratac.i n
H2- 00-I
H-C-COO-I
HO-C-H Lsocit.rt'ltoIC 0-
®l ) e i j c a r ~ l a c i Q p
oxidaiiiv.a
12-0 O-JCH2Ic=o
COO
a -Ce ·og I :u tara to
o~ a c i 6 n
o:c: idatlva
p o nd e . 11t il ul o r ef cr rd o e o el texto en la s paginas 60&6 r 2. las "( ' (has
r o ja $ m . u ea 1 '1 lo s lug· re s d' nd' )WnSl!tvd la l.tnut (a p or t i4!ll.tn·
cia elect onic-a a fAD 0 NAD~ I f O n n d i J 1 d o fADH 0 NAHD' H+.
los pasos C D , @ '1 @ son <l&(!'nciillm~f1{c irrcvcfs~bl s 1<1elula;
todas las otras etapas son revorsib'IE!.~.Elproducto del paso ; V puede
~(lrAlP 0 GTP, lln (undon dill hozima d~ 1<4~ul'<.jnil.CoAsinlctasa
q ue dLllia om o t.lliud I.
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608 Capftulo 16 £1 cicio del acido cltrlCO
d atlva. T al 'o r 0 ve remo s en rapl 110spostenores, l as r n n o co n -
drias coraienen tambien los enzimas que catahzan la oxida 1 n
d' los ac i do s grasos y d algunos ;UlliJU.xl id a ac 'tiJ- ,oA y la
( .l eg a t. la d 6n o x id a u va de o rr os a rn i: oaeidos :.I e-cetoglutarato,
1; • inil- 'vA u oxalacetatc. As ,en U ario :; HO fotosinL(lti-
cos, la mi eontll'ia 'I.) el Iugard nde 5(>p due n la lllayor
parte de rea ielone oxidativas C J l I P - l ihP.J"rulp,nf'r n s y 13siruesis
aconlada de ATP. En los ucariotas fi tosuue lcus Lamayorparte I ATP produ ld cilia oscunda se ~ ne ra < 'Tl las rm-
tocondnas, a I1qtll' I(\~r.I roplastos producen Ia maYOT part .
del, T P eJI c on d icio n es r l@ .lu m iO ilc iO J EJllli loayoria d .I lr -
eenetas 1 . s nztmas c J cido c I I ~idl) cttrico se Iocalizan en I
ci {)IWI SlI I iubrana plasrndtica tiene Oil P' pel an ruogo 1
descrnpenado p la 1U uubrana rnitocondnal int rn a lila in -
l sis d ATP (CapiLulo 19) .
E I cicio d e' ac id o c itr io o tien e o ch o pas o s
AI ixaminar los echo pasos con 'utivos del ~i 0 d .I acido d-
tneo, pondrerno pedal ~nrflsis 11 las transformacloncs qui.
mir.a.'1que tieuen Iugar cuando 0 1 ci rato produ ida a partir de
acetil-Co • 0 atac taL s xtdado dandc lugar ala aparici6n
OP ~ at tiempoque Ia energia pro ed ned' esta oxidati6n
e s .1m a cc Htu li: 1 e n lo s c oc nz in as A H F 11 :.:ectll(,jcio.c;
(j)Formaddn.de citroto La primera reAcclot1 I"o CS la con-
detl::iacl6n del a til-CoA con oxala eraeo lI0nt dar lugar a ct-
traro n IUlIl reaccicn catallza a par Ja citrate> sintasa:
+ c-coo
l1~-COO-
Oxalacetato
S-CoA
At@tiJ.·CoA
,f0
i l l - '0HO-C c o o
Ien-coo-
'f ato G'Q -32,2 kJhnol
"II ~sl' rr-accion, e! carbone motfhco del grnpo acclilo sc nne
al grupo carbonfhco ( '-~) deloul etato . .,1 dLriJ-Co cs 11 n
iterm dil\fio transhorio. Be forma en el centro a tivo del en-
zirna (F~. 16-9), que -uIre ral)Jriarn III hi Ir6lisiR a ,oA y ci -
l.rtIto libr s , till 1I C n tin naci o n bandunau ei centro activo. La
hidrolisis dal tntennediario tioestrr d IlcV'<i la ell rgfa haceque la reaccion dirP.ctn sea IllIlY xerg nica, 1",1gJ '<l1 l variad6n
np.g;l t iVll de 'll r .gia llbrE>t'Suilldar, odactfl ~I l I re' ccion de
13 'ir lo intasa rosnlta as ncial pam cl funcionami nto del
cicio a consecuencia, tal C • Ita mencionado, de In hl~ia
.o n II rac iou C oxa l tela! n orrn alrn en te P1 'eS n te , E l '01\
liberado < '11 es ar aceion S • rccicla pam parti -ipar on Ia des-
carboxilacron 0 idativa d otra mole iula de piruvato cargo
die mpll'jo (lp 1 piruvato de hidrogonasa.
SI:.' 1 1 1 eristalizado la (!j rato suuasa nut xmdrias y s
h a d oucillo su cs tru tu ra rnediant di f r . t .cc·on P o rayos X n
A GU A A 1 6-8 EstrucLura d' fa itrato lm a sa , B d om inio IC >li!)1 d
cada subuntdadexperimenta un rail carnbio onronnaCionD I 011
rurse el ox alacetato, con 10 q ue se crea un sitio de union P;1r.1eI ;\C~·
h l -CoA_ (iI) F o r m a i.lhi rta de l en zim a so lo (PO B 1 0 -CS Q; (b ) fo rm a
cerrada t:(1I1 Clll(Ilac ate amarillo) y un an,Hogv c~t;,tbl d 1acetll-
I)A m d: s (c rbo x im il· oA; ro joH o cn io o d PD 810 (T,.
pr scncia Y ansencia de sustratos e inhihidorcs (Fig. Iti-S).
'. u n subunidad del enzima h OIll(ltlilm .'t1 S m 1 8 s ola cadena
p tipt·p Iill 'a '011 do rn i n t s, 011(1 d l los g. andc y l'.i~.ifloy I
tr rlI U' l u flo y fjc}..ihlr, F .I slno a "livo se sitilll entre lo s
des. El oxalac tato, primer susrratu qul'"::>' uno al cnzhna, i l1-
duce un S l an c nmh i o con f o r nacional en cl c l om in io npxible
que provoca la aparicion de> un s.itlo d e un ion para el segund )
sus t rs to , '1 a t i l -CoA. u an do se I ta Io rm ad o cl c it. .[- ,o A ellta 'Ilve flcie d 'I c m ;tr na, otro eM'l l i nlonuaclonal prodnc
IIIhidr61isis del tioesLer con liberacion d ,oA-SH. Es.t· 'u '~e
indueido dol .1I:'.ima, pn nero c n su sustru o (l con tmuac i on
n S IJ II n n e li an o . lu u -c I a.c;tmp robab l e Ia ro tu ra prematura
e improductiva del enlace l . io~.sU>rdel aceti l-O .l E stu dio s 1-
n (\tico s o re el 'llZllaa st.:1n de acuerd o '() es tc IfIc~ani!lmll
bl arstrato rdenado (VPRS{> Pig '-I: La reaccio catalizada
_ rta ira 0 sinw::;a ", basleamente, una eondeusacion etc
Clai5en (p. 4&'» , t " 1 J 1 a que illlt'l-vi; nen \ID ti .s "r f\~ il-CoA)
y I ID a r .1 't.o nn Co alf \r .p,tato) ( F ig . 1 1': )· 9) .
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Cjtrato inta
H
J , _ OJ[
'-('-S·~:;rli Acet.il-CoA
o x ,
rAs~'1f>
xala t a t o o
fL a ~ontiOOst~ dl ttil~q.oA 71i-a 10$.bidrtgenos~ ...-;-1Tl_til iC?Sy..cl A l'i p3 1~c ap ~ u n p ro tO n de l grupo .m ctl10', _-fotmandoun Illt ~-ditl.docn2!atO. ~
H/
Inwnncdiario enol
oH
r ( ' C'-8-CoAI
HO- -COO-
ICH2-000- itril.CoA
16.2 ReaClcfones del cido del acidOClltico 689
®Fo.~6n de isocifrlrto vi a cis-ac:ortltato EI enz ima aconltasa
(de ominado mas form I II aconitato h1drat3Sa) cata-
lli.a la t ran s lo r r acien reversible del citrate en iso itr&to
t ravc.<;de ta r o rm l :lc io n lr u er m e dla ti el !lc id o tr ic ar bo : i'I) cts-
aconitato, qu 110 IlwJmeJ te no s isocia d t : ' 1 cen r activo,
ue pro OVPI' ta di 'iolL rev s rs ib l d E' 1 -I:!O al
el ci.s·aconitatc unido a1 • rzhua 11 ed lam do
ues, de los qll un co dnce a tin-dlo y el (It!'
H!)O [ ~ ~ O O - l M,O1 :I -:-c > COO -
.u! nt
H-C- - ()(T
I IH R
C1tril~o . ·Aconitato
CH2- 00-I
Ii C-COO-
H~-}{
00
1- eitrnto
I;\G'o-18,3 kJ/mol
-I...
A P sar d que laome? Ia n 'quill rio a pH 7,4 25°C CQIl-
t iC11 ienos d 11 1 j ( , e isocitrato, c la ct!lula) r , t 'cj611transcurre haela la dereeha gracias 1 mpl( Z I. c{)I' lSUI I de
i.,odtmto en 1sigt ' n d c :l cielo, 10q produce 1.'1is lIi-
nnei III d s
una secuencia de reac i
ad en a u cam b io ,u nio (m acio "I que b rt! @ Is ltio de I'li'n para I
c ti l- <:OA ,E I o xa la ce ta to s o ri nlil espe rfi am en !' n el ~itio activo
de la citrato sintasa por in er<Irrion de sus des carbo II lO S coo dos
rnsu:lllos d e Arg ca gados po$i~ivilm~f1tl! (no mOSlro ldos ) . L05 deralles
d ~ m e nis m o s edescri C I ' I en 1 0 1 figuril 1 \ . 1 ( ' anismo d(· Iii olralo
~inl<bd
( 'A)A-SR
d.
IHis2'14
HfTC' CO -I
HO- -COo-
C~-COO- Citrato
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,610 C<lpftu 0 16EI cicio del tic do cilrnco
S-Cys
'AGORA 16:-10 enko ~ r l'O-$ulfuradode ta aconitasa, EI ~et1t ro l;!-
"'0- u lfu rad o es n ro jo y la m vl~u la de -j ra w Ita u l. T r · s re o i. -
dU Q$ d e Cy s d I e n ima un r es a to m ~ d h ie rr o; e l uart h ier rc
est;) unido ., flU de ,1 0 !I-rupus C O I r h c xiiI d I citrarc. n r e s i d u u b a -
sial, (:6), n el enzima avuda a posl ionar el citraio el entre ac-
ivo . E I em ro ~ rro - u lfu rad o ctU a tan to en la u n i ' n a usiral c o m o
e n l a c a l~ 1 i s i s . L as pr pi s d a d e s g (I 1 ( : $ d f a plOtei a s f er r - 91 . 1 1 (1 . 1-
d as s e cs to dian en cl Capitulo 1 9 h'ea~ F ig , 19 -5 ) .
n itasa co n tien u n cen tro ~ no- liHU!rado(I ig. 1<$-10), qu
ad • anto n Ia j)jad6n ti l sust ato en el ntro II'Uvocomo
en Ja adicirin 0 eliminacroncaLalilicas de H;10.
® Oxldac l6R ,6e l IS l )Cft ra to a O' .cetoglutarato y C O : z En eJ paso ai -
guie tc la isocittato df!Shidrog Ra.'ia cata}jza, Ja desca rbox t -
la.c16n oxidatlva del Is !'it.r'J.to dando lugar a Ia Iorrnact Hi de
a- togJ1Itarato (Fig, 16-11) ... 1 1 1 1 1 " " clf!lsi ~o ' ~ 'O inter-
accio a con cl p ;m rm carbonilQ d 1in term ed ian xalo su cet-
nato, que se f rma I~.m J\ e sin dejat el $lllQ de un! hssta
qu Ia descarboxilaeic 10 co vierte n ~-ce oglutareto El
M1r' t runblcn csUtbill:za el E'.MI rorlatio t , nsltortam n r PO l'd S C< :I rb QW ' j H.
Hay dus Iormas difcrentes de isocitrato deshidrog nasa
en t d as la s ceJulas, WI" d c tas euale r eQu i re AD I . o rno
aeeptor de el '~roncs,mienrrasqlll~ la orra requiere AI')f'+
POT lo dermis, las roaeciones globalcs son iddnticas. Ell ('_fl.Jula.<;
eucano .,C8 cl !IW IU "pend i ru e d e NAD se en u en tra en la
ma tn~ n il con rial Y a -Luaen el ciclo rtd nci r to ir ico . &1 f !.n-
c o o -
I1 1 2
H_I_ -?O
I '0-HO-C-H
IC
l\Isucih'fli.o Oxalosuctin to
C f : 1 R A 1 6- :lsocib'ato d esh id m geJlasa . E ll es ta rea -
cion e 1 susrrato, Isocinato, pierde un carbone por descarboxilacion
Q xidariva. En 'I p as (j), I i5ocilraro une 411enz ima y 0 idado a
trav d una It. n sf n .;n ciiId e h id rllf Q a 1 !AD IQ A P", segun c 'I
sea cI isozirna ~ la isocitrato d s hiJro g'n as ., (V~> Fig. 14-12 P
m as in lo rm ac i6 s ab re I. s r e ac c ro n de t ra n s c r eo c i a de h id r ro COil
zima dependlente de NADP S~ cncuentra tanto en la matriz
nu to Mrial com o en el c ito so l, E s PO S t le que su funci6n pri-
m rd ial s ea la d pro dn etr NAD PH , qu P. cs eseneial e n r ea ce io -
n s rednctoras anabolicas,
@ O X id a c J6 n ,d e l «.cetQg. lutafato a succlJ)JJ..CQ,4y C " 0 2 £1 paso si-
guion te S o tr a d e s ca rb o x f la i6 n oKid.3: -va po r la qu e e1 e-ee-
togh w:llo s convierte en 58 ci:nil oA ' 2po ae 'ion d lcompl~o de Iaa:-cetoglo:tarn.to deshidrogenasa; cl NADI
a u a c om acepto r d e el tren es el JoA es e l t ransport .ad r
d el grup suc c im l o . La (>.l1c~a e l l ? ox ic l ar j6n d(1 .1O ' - r .e t og lu t a -
l-alo gra ills In fOtliltLci n dcdenlace tio~st . del
CHz-COO-ICH~
'0ICOO-
a-Cet&s : Iu ta ra IJ o
G'·- -33,5U/mol
Bsta r ea cc to n e s v tr tu al m e ttl id @ ntk..a a la reacch in d e la piru-
vato d shid genasa trstad ant norm 11 yel cor .plej de I
a- t,oglutflrato <i flRh ic i ro j te .n l l! la P ,I IroilY parf.ddl) al complejo
d l(l piruvato deshidrogo asa tanto en estructura como en
fu. ci6u. P s tr _8 nzin1.4S homologos 3 El•E:t E.I del c m-
p l~ jo d e . p ir u va rn ( h> ,~ h id r os :w n ai 1a .t - < ; com o TP lIn ido III ~n -
z an a y tarnbi: ltwato, PAD AD y oenziJna . Ci r tamente ,
n b o s COl J 110$ pr vi m en de un alit pasado olu lv o '0'
men Apesar de qnel s roponent.Ili!!)delood so m l)l€ ' jos
so n s tru .hlraltnertl , . ifnilares, su s s cu en clas d e arnm oa -l os s o n < ti fc r< 'J lt c: y n c n c n , p o r SUP IIP, St o, d i f c T P . T 1 t e_c;pef.iftci-
dad de ulli6n: E, de la piruvato deshidrogenasa unc piruvate,
y E, d 1 Oh1pl j c l la a-cetogluwalO d s.h.idrogenasa une
a - c e t . o g J 1 I ;u'at .o. Los oompon ntas ' F . : 2 c i e los dos complejos 0 0
tarnbie muy sirnilares; ambos poseen grupos lipoilo urudes
co va l.e te ru s n e . Las SUbllnld Ies E~ de los os com p lej , ent
z tmancos SO~ iclenl .icas.
COO- 00-
I I
CO 2e 1 2 C 1 I2I ~H I
H- --HII - ® I=()
,I
Mn.2
1 / \ • 1 ,1 \0- 0-
a -Ce to g lu t. ar t o
par t idpac i6 de AD + y ADl r . EI grupocarbonilo resuharac deja
lis ta la m o tecu la para el paso d . e d e s ca r b ox ll a o o n 0.La ir l te racc i6nd I oxfgel carbonllico con un ion Mn1 ligod aurnenea 101Qpa '-
d ad d eliminacioll d e ··1 ' t rum.:s d el g ru po , :.a rb o r)iIQ fa ili ta e l
paso de < k:s ca fb o xi l c iO n . La reaccicn s e com pleta en el paso (3 ) pa r
r eo r d en a m i en to c fe ll nt er m e d ia ri o e o l p ar a g en e ra r e -c eto g lu a ra to .
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®CORfeTS i o o de : succ ln i l. CoA en wodMfo El succlnll-' A Lien
un enla e noestcr con una en I'gia tihre estlffiJ ar d hidrOlisis
q e cs altaru u te o eg.al.iva ( G '< ) '" - 36 kJ/m o l). En J pas o s i-
guic lU i d I ciclo riel acido c:itri o,la en r Ij,a IJberada en la ro-
ra oe este enlace se utilita para p On) ver la sin .. is de u
enlace fosfoanh1drido I '']'1'> 0 del ATP co n una b.G'() n 4t ~t'
s610-2, kJ fmoL '11 el procesos tonna uc ina-to:
? H 2« H 200-
ueeinatouccln i l -CoA
tlG' ;; -2,9 kJ/mol
J enzima que c,ualiza esta r accio reversibl s on ce '0-
rno su cinil· oA smtetasa 0 succinieo Uoquina.sa; ambos
nom r e f} i n d i ca n la par ticipa 1 it tl u n n u cl r. 6s iJ d o trifosfato
en la re cci6 ~c adro l()-I),Esta reacei n conscrvadora de (mergfa VI' S nta tl paso
tntermedlo en el qu 1<1ml In;,! molkula tie enzima qucda f~ ~ -
r ilada. u n resfd 0 d His en el si '0 ac tvo (F' . 1Q ..-l ) Este
grup I' sroriJ ,que po.s , un o l va 0 po lA>.nd, I e transf J' , I-
cia de grupo, es transfc ido a P (0 GDP) para f nuar ATP (0
GTP).l..as cclulas animatas ienen dos i~ozjl'M!'!de la succinll-
GoA sInt asa, uno especifico ()<lta ADP Y tro para G OP. E l en-
zlma uene dos subunklades, a (M" 32,00 ), que corui n J
residue ®llis (H]..!l16) y el siUo de uniun para I (;QA,y la,B
eM r 12, O . qll~ confierc E !S 'f )e <CU1 ' d o r (DP. E sitio
activo se halW en la lnterf
ra cristalina d la uccinU- A sintetasa r v la Ia pres rncia
Ie des "heli es motoras" (una en eada s bunidad), orienta-etas d e m an ra <ill, SUS w los electncos xponen eargas no-
sitivas pareale' rca de la @His 'rga' negativamente
CFJg. 1 ' -12b ,estahili:r.ando el illl 'nnediacio fosf m;iI"M co.
r Recuerd se el pap I lmi.IJJrrl e Jus di:po OS d ,1 \ ice al cstahil;.
za r los jones I I 1 el cwm! d K+ (Pig 11 ).1
AGURA1 6 - 1 2 La r .. dO n d e fa su e fni l- o A in le ta; a. (,,) f." I
P<bOC D , lin gnrpo ( forllo sustltuve ill eM del s cinil-CoA u n i d o
al ~ 21m" iOffllan(!o r n ; I( "i lf os fa to d e a li a energfa. Re i paso (1 ) I
succi il fo sf i!to d o a el grupo f o s f o r i l o a un r s id ltO d@ t Ii d el e
zim rormand en fosf l$tid.1enzima de I vad nru"Sla . n el
pasoO)el gr po Iosfonlo es r a ns f e r ido Qt#$del r iduo de His al
fos to terminal d GOP (o AO!,), ioJ tTlandoGTP to ATP), (b) Su cJn.il-
Co...sin etasa < li t . (;ofi (d e PDB I 1SCU). Los cnzirna bo ted no y
00 r n m i fer os IP ( e n ra n s ec u en i (I am i noacidos~imi13rpr
urniblio:mente pose ructur Irldlmens10nalcs (.Jarecidas. E I sitin
<lCI! mdu y e p rte de IJS subttnitl es (f (azul) )' f 3 (m<lrr n). 'I
b ee s r n or o ra s fa vi scu ro , m ar ro n o s cum ) sMai l I i i ( ' "r g i l p o s i li v a
parcial del cfipol h Ii ord 1cerca d el grupo rO$f; l to [n ranjd) en 1 .1
H Sl4b d e la ( ad n a (1(, s t ab i li z a n d o c l f o s f (l h i st id i l nz im . l . t eoA se
rnuestra como u n a e s tr u c tu r a de var illas ;01o r [o. (~ m Clorar
la v is ib ili dad d I ~s h 'lic es 1'1 '10iOf; lS s e h an h co ;;h oI m m p
nas estructuras secundaria p rO x In '! 5 .)
16.2 lReacclones del cicio delacido citrico 611
(at
OJ, I
l! I I
CoA· H
Q
Succinil
fosfato ligadoal enzlma
® oy
CH2-CHZ
Succinate0-
F~fohiglldil
enzima
®
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612 ca " i t u 0 16 EI cicio del acido eltrlco
1,.; f nlla 'Wn d A'fP (0 I'P) a expensas c In cnergfo 11-
berada por In descar xil don xidanva d 1o-c Logl tarato
, una fosfo( a 'iun ruv 1 de sustrato, como In stntesls de
ATP tu 1 s reaccton sl;!l IfUc:as 'aUillza(las par la glicemldp.-
hi 0a.fosfalo dt'shiclrog nasa y L a lruvaro c u m a s a (vt\ase Fig.
14-2). El GT!' Iormado par la succi!1il-COAsintetasa pu de do-
lla r 8 11g ru po f o sf ato l rminal <1 .1 f )P para f o r r na r ATP, P r 1 I I a
r accion reversible atalizafla por 1 0 1 nucleo Ido dlfosJatoqoinasa (p. f>(5):
GTP+ ADP GO P ATP 6.C,q = l W /m o l
Asi, ~I resultado 1 .1 to d L'lactividad de 105dos isozimas d Ie
succinil Co sintetasa cs In COl • rvad6 \ de 11.1ll rgfa PO
f [rna de ATP. a hay ninguna vari8ci~~niE! n rgia libre en la
reaccion de la [llIcl 0, ido clif sfato quinasa, r)ATP y el Grl
so n ener l (c l . i t:amel l te equiwllrn1.cs.
® O x id ac i6 n d el $ucc/ltato a tumarato EJ!l1l cina 0 Iormado a
partir lie SlIl. :t:inil·CoA es oxidado a rumarate par L a I lavop ro-
I.rumsue<;inato d'Wdirog 'llasa:
ICH:lI
H 2 oI00
SUoe iM t o
.fAD
'"H, ......
~-OOC . .. .. .l...Irntt:UI
I t, lur in 't·r!..I"
Pumarate
G'" =OkJ/mol
En cut'uriuta.q, lasuccinate d shid gElI sa S encuerara U ida
Iuertem nte a la membrana mlro ondriai inl.err 'I; 'II procano-
W ,I la m mbrans plasrnal il :(I . el nztma contiene tres agru-
V;,lt!illl1f>S ferro-sutfurad (iirp.r .111 ..sY t111.(1ru I ·(.:lIl:1 de FAD
unlda COV"euwlIl 'HW (vea. .. Fig. 1 .• 8). Los electrones I),~ an
dp .se l f 'dsue ina o· l.ra\'~. Ie l F AD y lo s cell r IS f f ! rm . su1 fu .
rados antes de cntrar en laCArlPl ade transportadore. .1 t r o -
n] os en L a me lllroHamitocondnal uuerna (o le membrana
pla.smatir.ar bactenas). BJflu]!)d. cl ctr nes a l \ l ' e s e cs-
tos transporta orcs desd el succmaro asta I a ceptor Ilnal,
~1O~, sta acopl<l 10 ,,1ta sin ...sis d ap rox i r nada t>.ntp.] ,5 m e-
1&11 .1 as(I T l' VO r par d el 'ir01l(; ([05forilar.ion l igada It la
respi rae iou) . ill m lo naro , lin an tU oJo lo 1 :'1s u cin ato , 1:1; un
luert inhiliidor competitivo de Insuccinate deshtdmgena,·.a y
per 10 t anto s adici611 Ia mltorcndria bloquea el .~ 10d 1
a 'ido .it.rico.
(II Hidra tac i6n del fumarato amB/ato La hi ratacion r ~ rsible
riel nunarato a lI ·m a la 'to • Lg.cata.liZada por 1< '1um arasa ( Ior-
ruulm te nonm:ato bidratas ), El t. dod(' 1.t'<lt s' ion to n
csta rslacton : lUI 'arM II:
Fumarate
OR
~
-OOC/C\"OH
It
Estado de ~ran!;iei6ncarabamen
-0OR
H
faJato
1l(P" -3 8 kJ/mol
."st n:tima cs altamentp. ostereoespecfflco; C' lilliza J: I hidra-
laci6n de l dohle IIlace E'n trans del Iumarsto, pero no el dobl
I.:n]<I' en cis del maleato (E!II somero cis d I Iumarato). E la
dir eclon inv 'rsa ( < : I t-rnnlato a Iumarato), la f lUl1 ; l f aS l>I e.~ almenl . e s L P r e < . > $ clflcu: el u-mat 0 no es un sustrato
H 0- B 000,,/ /
CI I 1 1
/C'H /C"-00 H 'o -
umerato M,ulcat.o
COO-
I IHO -H H-C-OH
I I002 CR.lI
600-oo1.- ,blat!;) v-Malato
® O x h l. ac i6 n d e l m a la m a o.xalacetato .t n del
"'10 Iac:.ido '[trieo, la malato d hidrog nasa tigada a
1\1) ~1italizala oxidaci m cl~ll.-11lilluto' ox. Ii tato:
00-HO-I,
I'DI ~C 0
I..MaIIlW Oxalacctate
aG 'D .. 29,7 kJ/mo]
El cqutlihrto de estu t 3.r.cioll se encu ntr, muy desplazado
h lCi<11a izqu; .rda 1 1 condiciones terrno l inAmicas 'Wndar,
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16.2 Reaociones del cicio del ao<lo citnco 613
RECU ADRO 16-1 BJO Qu fM ICA PAACTICA
Sintasas y sintetasas: tlgases y flasas: qulnasas,
fos ta tasas y fo s fo r t la sa s : j s i, una nomenc la tu ra
confusa!La itrato atntasa es uno d los muehos nzimas q atali-
zan reacciones c c nd nsacion, dando n producto m a s
comple 0 sde 1punto de vista qwmko q e sus pr ur 0-
res. Las sintas cataliza.n r ac t es co densaci6n en
las que no se requicra nillgUr\ nucleoside trifoslato (ATP,
,'P, etc. om o Iuente en erge .ca. Las mteeasas catalizan
condensacicnes que s1:uullzan AT u otro nucleosido trifos-
Into corn fu ntc de e I l P r g _ f a . para 101eaction de sint sis. La
sue inil-GoA slntetasa es un jemplo d stos nzimas. L-as
l igasas (dellat1n ligo. e, "unir") ROil P. 7.imas que catalizan
r a clan s d condcnsacion en las que dos ato os son u1Il-
d '3 uttlizando ill energia del ATP U otra fu l n r ica.
(Asf pucs, las sintetasas s n llgasa .) La N A ligasa, por
j 'mpl ,IUl los cortes que en uentra en rnolaculas d 0
co n Ja en rg{a pro po reio n da r I AT!' o el NAn "', es ru n -
pliatll.enL. Liliza a en 1auni6n de f ragm mos de DNA n ln-
g r u ena genetiea. Las ligasas n deben ser 'onJunclidas 01 1
las Ilasas, qu catallzan nlJ turas (0 n Pols ruldo inverse,
a Iieion s) n 1 S Que tie en lugar reord nami itos 1 -
L f O n i os. 1complejo de la piruvato d hldrogenasa, qu
esc inde oxldatlvamente ' ~ l X , l J 1 . i r d p tr u va to . e s u n rn iem -
br de esta gr n t rt' 'a d enzimas,
,) nombre qninasa s aplica a nzim QU trans r
W\ grupo fosfonlo d -sde ill U ' le6sido trifosfato tal como el
AT J a una molecule aceptora -un az(icar ( om o n a h xo -
qum asa y en Ia glucoqnlnasa), u n a pro t In a (com o en la glu-
cog 'no Iosforilasa q Inasa , ot 0 n cleoudo (como en la
n ucleo sld o d ifo sf ato q uin as a) 0 u n i n te cm c d i a. rl III b6l ic
'-01 0 eJoxalacetat (en la PEP carb xiqmnasaj-. La reac-
cion cauillzada r una quina.c;aes unllfosjo1-ilacion. Por
OCro la d , la.fo.<ifor6l is is es na reaccion de desptazamiento
~1'1 la que el fosfato es la . espc le ta . n QU se IDle cova-
lenternente al punta d ruptura d enlace. Estas r@acc iOl lCS
~tAn tal izadas POT foslorilasas. L'lgJuc6g llO fosi rllasa,
PO T ejemplo cataliza.l r :;[or61isls d 1'luc6g no , produ.
elendo gJucosa l ·fo.sJato. La da..,!/o:if~I'i~Mi6tt.e l im inad6n
de un grupo fosforilo de un ester fosfat fila qu cl agua es
la . esp etc atacam • s ta c at al lz a d a p o r fO l > "i at as as . La f ruc -
tosa b i s fosfa tasa- I convierte la f r uc tosa l,6-bis.fosf to enfructose (I-fosfato en la glu on gen es is , y Ia fosfori lasa a
f sfa sa elirnina gru. s fosforilo de las Iosfoserinas de la
~Iuc . g n o Iosforilasa fosfor f l ada , iCarambaf
D g ra cla a rn en te , e sta s deserip iones de las clases d
zimas se solapan y muchos son denominad s POf OS 0
m as n om bres , La su cin il.-CoA sin er as a, pa r eiempl ,es
noc ida tam b lel . rn o s 'ci ato tto qu m as a, el en zim a es u na
51 t . t. n sa e n el ciclo d el acido citl'ico y una quinase cuando
aetna e la di r cci6n la sfntesls succinil- oA.' sto ori-
gina n a n u va lu . L d e co n fu s io n en Ianomenclatura d e
los cnzanas, n enzat puede hab r side d seubie r to grack
a lID I ID S ay o e n ztm a ti co e n el que, p r d em pJo , A s e e o nv ie rt e
en B. El eru .itn a recibe n to ces un n om b re po r d ie a reac-
ci6n. inemba rgo , s pucd negar d rn tra tnb<ijw
p .t dotes q en la ~ula el enzi.ma acuia mayori tariam nte
convirt iendo B en A. o rm a lm e n te , c on u n ua utiJiz~ o se el
nombrc inicial aun uand el papel m eabohco de enzirna
estana mejor descrtto si 1 0 ll;:u[~ramos en virtud de in reac-
don 0 uesta, El enzima glucolltico piruvato quinasa ilustra
e s ta s n u ac io n (p, 532), Para u n princ:ipiante. en el campo d e
la hi qutmtca , til. l lp li a ct on de la nom nclarura puede
s e r d e s c o n ce r ta n te . Comi e s I r ucrnac ionales han h ech e es -
f uer zo s h er lc os p ar a s ls te rn ati:c.tr la n om e n clatu ra en ztm a -
tlca (v ~ abla 6- , ara Wl breve resumen d l sistema),
pew algunos Il<liilbr s sistemALlc han demostrndo ser d
m ss iad la rgo s, d if ici l m s nejo y de u so no m u r fr uente
1 1 conv aciones bioquimicas.
Hernos intentad a 10 largo de est lib 0 utilizar para
ad a n z lm a I n mb r e m as trecu eru em m e IItiJjzado eru re
los ioqulmicos y senalar aqu 1105easo ell los q e r lbe
m as do U' nombr o m u n , Para informa .o n m as actus-
lizada sobr la n om e n cla tu ra n ztm a tic a dirfjase a las r -
• In ndac.ion s de The Nomenclature Conunilt e of Lh e
lut:ernational Union of Rio hcmist.ry an Mole war Biology
(WWlV ' .chem.qm \ . . .ukl iubrnblnomenc1arureJ) .
pern ·ncelulas' t.'lctas loxalaceta 0 eli JimiIlado (:Ol1tiIlUU·
mente por Ia r . :d6 Ial m en excrg6nica de i l l . dtrnto stntasa
(l!tupa (Dele 1 < 1 ' f'S. 1 -I .E&to mantic ela 0011 'enU-ad6n 1.0-
fa 'chllar oXlililcetato e . t re .ma d am t baja «1 -6M .1 0
que emp~a Ja rcacci6 d la nlala.to d es l1 id ro gen as a h ac.ia I a
fumla .i6n oxa1acetato.
AillIQIJ I,,· r a t; ('. io n e s inctividuales d J ciclo del Ae ido c:itJioo
ru e n Mu<:idas iniciahn nte illvi to tltllizan 0 lejido muscu-
lar desmenu?.4ldo. Ia vf u Y 51l regula . n han ~icio t ambien cstu-
diadas ext.ensarn:nl in vivo . Utilizando proem ores marca-
d o s ra ac tivam etite . li tl s co 0 el [14 Jpiruvato y ['" J,(lCC-
,l.al.o, lo s ivest igactore.s han tra zad o el d es t.in o d e 1 s l\.1 .o m o
de carbona in iitluaJcs a raves del 'ido d 1a ido drnco. Al-
gunos d los pl'irncros E!XJ)enmen t os con is6toP<lsproriujeron
sin .mba go L U , resultado inesperad y c fill varo una C nsl-
derable controversin so r la ia y J m ;miltm cl ido del
acid f rico. E l heclto esLos exparimf'.nto.spar [an confictnal·
at priucipio que el citrato n c;ra 1pr'lll er acid lli rbox:iJi 0
form:uio. £1 ~cuudro 16-2 d al unos d aUes OObTP. .ste epi.
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614 Capitulo16 EllciCio del acldo citrlco
sodio n la historia e fa inv sugacion el clio 'ld [.
t . r i 0, E1 i h joU\ctab6u('o rraves d .I octo pede ser ahora se-
guide B tejido vivo utilizando precursor s marcados co cl
Is'lopo 1:1C, y espe troscopla d R . \ 1 . N d 1t ji 0 ent ero, e-
bid a que II I senal deRM ns l i n iCf l ra I compuesto qu e
cOlltiem,1:1 1 s hloqufmicos pueden SRgUi r f i l l movimi nto (1
10 atomo de carbone fit ' 'ClU'S res h ils!.. '< ida lntermedle 11
del :iclo y basta lQScompuestos d .I;V d s de estes uuerute-diaries. EsWID tecniea nmy prom t.f'<lOr:1 pi;lr1'l ,I 'stuilio de In
regula ton del a < .: id o e it ri o I us If t e - r 'Oil xlones COIl otras
vias n1f'laOO ' em ; t alp _ < ;c omo 18 gluc6fut i . s ,
La e ne rg la d e la s o xid aclo ne s d el cic io
S8 eonsersa eflclentem ente
Hernos ubierto has .< 1 ahora una 1 Ita (',0) 1pleta , , \ 1 clclo d 1
a ' lcJo cltneo l"ig, I{}-l~), l ln gm po sc u lo d e d o s atom os d e
carbone ha entrado n el cicio combi andose con el Iace-
tat .Dos "(lrb,)IIoo Iu Isalido I ciclo como Co.,.!debid a Itt
( ' } ) { ! iacI6n d l tsocrtrato el o 'i.ogln arato. I..a an rgi3 libe-
raria en 1 " _ " 1 \." ). idacioues se han conservndo rcduciondo tres
N.AD+ Y un FAD )r produciendo Ull ATP (0 G1'P), Al ftrul d I
'ido se tin reg nerado U ' , n lo 1E ~C l1 la(1( ' oxalaoetato. bs rvese
que los dos alomos de carbone que aparecen como CD;!no son
los misrnos W100 d 'V.I'OOIlOque han entra Jo n forma d
grupo a :e~i1; s e p re 'i sa rl m a .~Vllf'll< s alrffiooor rid cido para
liberar es us alomos de carbone (.'OItlO CO~(Fig. 16-7),
pess r d e qu el e ic to d 1 addu c lt rl co e n s f gene a d'
t amen t e 1 $ 6 1 u n A T ! > p r Vll l Ia ( en la co nvers io n d s uccm i l-CoAa succinate), los c:uatro pasos de 0_ idn i6n 11 J ciclo
p rop oreio an un g ran Ilu jo de I 'lecfrOnes 11" la 1< 1a ll; ) re s-
pil'atoria via AD U y Af}H ;l Y P sfbi l i{an de esta Icnua Ia for-
l tUi\cl6 I d un gran lllni ro d 11101 oulas de ATP durante La
[0 'forilH '1 JI oxidativa,
Ell el :'apHulo 14heinos visto que ol sndirrriento ener-
gNJco ue a prod. 'cion de aos Irtol(x;ulas c l)irL1~10a P r-
lil' c t unamol' uta c gtucosa en 11 -1l lJ (: o li~ js ~ s rip 2 A 'T 'P y
2 NADH, Ellia Iosforilacion oxidativn ( npttulo 19). '])350 d
d 5 'le 'Ll' ucs desdo 1 ADHal J condue a I. I o rmac l on de
uno' 2 , 1 ' : I \T l. ) Y 'l paso d dos kerr n ~ c i we 1'1 '1\011., al ~
p roduce alrededor d e 1,5ATP, Esta est 'quioIDetria nos per-
mit. cal ula I. c('nil lmi 'nto global tl ATP 1\ Ia oxid d6
RECUADRO16-2 BIOQUiMICA PRAcTICA~~:i~~'~\a"~:'~~~~:'.·1~ • ,.tK" : _""H-.!~~~ ....I .~,,~)~Ji .... t.E ..i ..! L. ~_ • •4W-!_~~.Io L~ ...~~~ .....~~_~
C1 trato: una molecu la s ime t r iea q ue reaecle na
asimetr lca mente
Hsce ahora Wl0S sesenta anos, SI' pudo obt or compue s t o s
f>nriql l tid s co n I is wO O p sado del ., rbono l~ Y C!Qnl os
I soLoPf s radiuc l ' "OS 11 ,y 1 -1 , I"ue ~ partir de e e memento
que. ,(,nlpl aron pam rcaliZ<u- I seguuiuento de los t i. 0 ostl carbon a I largo del cielo c tC ' l ar.irlo dtri:o Uno de los ex-
p rim en (~II vades a cabo inici6la co t roveT'$i i) 3C ". tI '1
papel del d tm t oO , S incub6 aer ~ 3111Emtl ' 1 ,1 . ( ' . 1 . < 1 o ~llyQ
Sl1lPO carbox 10 tabla !lido marcado radtac . 'Q meni.t! ~ esig -
nado como [1-'4CI a ietato) con un pre rado de wjid ani-
('H:J_f ('
A tau! ma . r c ad o (,H -14('00-1 2
----+ HO-C-COO
1"'H2- 0 -
itrato mareado
o=C-C()O1
CH2- 0 -
Oxalacetato
FIGURA 1 In orpora .ion d el carbone iso topico (14C) del grupu il4;1!-
tilo m.1f ado en 01o-c 10&I\lt<ll<1to IJr3ves d el cicio d el acido Jlrico,
Los a tomos de carbone del grupo .\(;I,:lilu ntra se m estran en roja.
na t El a t:f 'I .'lL o s e c on 'le rl.t' t'1 1 J..[m l ll icamerue 1; '11at ! til-Co
n tejirlos annnalcs y el e in I' orrido dentru del cicio por
el carbona carboxflioo mar ado ('l IS PO' cetao pudo d c tc
It I 0 segulrse en 1:18r(>ll('('IOIlf'S del (:]('10. Se a)s16 a-ce,top,!ll-
arnw ~11!iid de spue s ta i ncuuac i 11 y a contlnuaekin Sf'
degrad6 a partir d , I ' t ' - < ins q U U I U C . . . s .onoci as para est -
hi cor In posiri6n (0 ]'losi('jon~) dpl {'(lrhollo isoLopil. '(),partir de ill condensacion rll' oxtllac taro no maread
C Ita ee ta to cu yo g p carboxiaeo f>Sl(1 rnur "ad .. u r i . t es -
pcrar obtf'nf'ri1.rato larell 0 an lin dft 10:;des grupos car-
boxilo prirnarios. La molscula de itrato
1Sd SgJllPOS f 'n l l' i ll C li s -
cu '001 2
CH-GOO-
I- H-COO
H,,-' '00I ~
PCH..1 -
O_!:'C-C 0
5610 se furro6
este PI' daeto.
eHa-COOI,H-I
HO-ffi- ("00
Iocit .rato
I'GH~-OOO
IIICB-COO
,. 1 I=('- (. 0-
'fumbi nScspceaba CNla
fo rm a d ef t. eglutaralAi maread ,
pero no torm6,
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Acetil·CcA
Oulucetato
K A D n - : : {Ci.clo
del acld()cnricQMa1llto
a-Cetoglul .aTa 0
r~; - - N A D H
Succinil-CoA
uocinsto -~-'-.... GTP
lPl
Purtlilrat~
FADH,
F IGURA 16- 13
ana vu Ita I lido se l ibcran tres m olCcula~ de A H. un . .. de
F I ' IO t I .. .. un a de •l'(0 A 11') do s < .Ie O J _0 rC.JCt i de descarbo -
xila io n ox i d al iv .! i. A f t r y en v<lrias d la5 fi u s s lgu il! I , tooas la s
reacciones d I ddo ~('rnoestran 5 0 en 110il di reLc i611.p erc h ay q ue
rCCQ rdilf q u I m ay orr. ( Ie reacdoncs SQ rever:slblcs f"\~~ Fi. &-7).
16.2 Reacciones d1l1clclo de! acido cit:rtoo 615
complete de la .1usa. 01MUOambas lot W as de prruvato
se xidafl f\ sets C~ via sl complejo d a piruvnto eshidrog
nasa y cI crclo dt'l AclLlocitri '0 y s transfieren los I ctr nes
a l O ,! v fa Io sfo rH <I - i6 n ()x i( 1 'I ti ,'u ,s e o hti .n h sta 2 TP po r
gllJ '0 -a Thhla 16.1). En muneros r doru! s, PR0 repres ta
la .onservacion tI~32 X 30,5 k.l/mo! =W T6 kJlmol, 0 el34%
r lp l m a xllilo I t'llr i 0 d e 28 to kl/mol d l s po f l il .l le s d ia o xi ac io n
mpl( 'la rle ttl glucosa, Rstos c<llrulos l lLll i2AA I,~ vuriacion s
de energfa libre 'slAIlIa r ; 'uan 10 se eorriga por la eu rgfOl U-
bre r al Il€" sana PAl'llsiructizar !\IP dentro de las celulas
(v(;ac;4>.· cuadro 13-1), La ·fiden 1 : : 1 'a 1 lllarla para cl prm~t~!>t)
es . rcan a aIlS %.
lPo r qu e es ta n o o m p lic ad a la o ~ld ac l6 n d el a c.e tato ?
.illvro SO'I .J i '0 de echo pasospara In oxltlaci6n de grupos
a - 'Wo simpl s de des atom s dc carbone a "PII de par
eer inn cesansmeutc cornplicad y no en consonan it C 11 el
~ rinciplo bio16gi'0 t mAxima econornta, Sin 'mbargo, I pa-
pel e J iclo c I .I acido citri _ n cstA confinad la oxi aci6n
del acetate, Esta fa II I 'tab UC'l onstitllY el centro del meca-
"cA{"(.,4 • ..w J ." 'Io ·~ . • ' "~ ' •• ,~ ~ "Ad..f" '. .. •••• ,~ L 1:.11-" ." > \l" h l ·.' , ,\. ·:.¥.t'u J;.. 1-;" ".,. d l J; . _, . ._ .1~ - I 0 ",, .
( tguibl es,Asl PUPS, s 'spprni'm llU la mi ad de I olecu-
las de citrate marcadas acabaran ando e-c toglutaraio
rna 'a 0 P elgrupo y-car ,m·o y que la otra mitnrt ill ra
Iugur a ·c toglutarato amado en eYgrupu 'Y-carbOluli O J
s c1e'if, qu Io-cerogl tarato Iorma 0 {Iellp)"!a ser una
rnezcla fi p loti dos npos d molecu les m rcadas (Fig. 1. IU-
tas (D y @), 'ntlru"iament.e a10
5 rado, IGI-celo
glurarato atslado de la suspcnslen d tp.jido centenia I · · e
unicaruentc c 1 gr "Y ·c ar h o xf li co ( Fi 8- I,vla Q '). Lo slnvestigador S concluyer n quo J citrai (0 malqui r otra
m o ) ., a sim tries) n o p (){ .li a e r I in l rrmediario C'1l 1 ( 1 a
met3Wlica QU ttalIS f n ua aceta to ~11 u-cetoglutarato, antes
bi _ 1 1 , un a 'ld!) Iric rho ulico asim -u ' ico, probablemente cis-
Hz 0 -
I . nlaceC - sensible
H /'" l<,GH2COO00-
(3)
FIGURA 2 Naturaleza I1rof1uira del i t rato , (al Es[ru U(I deld.
lrato; (b)representaci 'n esquemauca d I hrato: =-01--1; Y -
-CO -; Z= - H~CO ,() encaje com [em nterio 0-
r re ctn d el cl rato . ~I s il io a c ti vo de la co l ta sa , SO l p 5 1 f ' U I l J .
m nera en 1 0 1q dO 'S tr :; g l ' \ I P O ~ espe i n C ( l O O S del lrraro pueden
en Jarell los trc iJuntm del sitlo de union. Oe !!SIcmudo sOlo
uno de 10 d 5 grUfJOS -C leO - esta unid \I I ii ac nilasJ._
aconitato 0 L'l ~'i rato, d", )ia cr 1'1primer product Ion ad)
a partir d . La .ondensaei n de ac .'1 I)con oxalaeeta '
S in m I tf!o!O, en 19<J.! :1AlE' ander O~ sro n flc tta l6 que a
pesar d que '1 ltratn Jl POSf'e l1.UtgW\f·C tro ljuiral (v~as
~':ig, 1-HI), Wen. 4 > 1 'llO£'ncial , ' , 1 rea ionar asirnetrics
mente $i el enzima co n "1que i l l t e r .u ;c ionf l p senta lin , iuo
at -vo asim eLri' _ 11 iri6 qu cl si io activ tie la a om ssa
t ndria tl'es PWltos de anclajc POt1 'qHC la moleeula d. ci-
trow quedarta u rn a . C r 1 s vc pn LaFigura 2, la union d 1
il,l'aLO II sos ires pnntos de anclaje s 10 drta (Iarse de
una unica iauera Y I"st.o c pli ri a la b e.ncioJl de un 5010
tlpo de e-c tuglulardw marcado, MoleeuJas rgruucas nn
Icnra
x/_'zy
EsteE!' l l laccno &C puedc
e o lo e ar e o rr eo -tam nte,por 10 qUtl }(''' Zne Il'Ii e.w<:8do. y
, . .r : I
/j_-- - i Elsitio activo- 1.~, ) H en P O I l O O S, ._ __./ d u n iO n . m -
plomMlAr i o&_
Bste enlace saPUI lQ\ l coloQlr
corrcct.amenLC!c,por 10 que esat eado,
(b
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. .A B L A 16-1 EStequiometJ:iajle . a reducci6n d _ e o e e n z i m a s y d e f o :r m a c i6 n d e A T P _e n la . o~daci6n aerobica d e I s
g1 uco sa v ia g1uc6l1sis,reactionl ~I o omple jo d e ! ! : piru,vat~eshldrogenasa r.o~clodel acido eftr ico y fos$o~l1aclooo~ldatIva.
'616 Caprtu 16 EI cicio del acido elttico
b li sm o i nte rm d Iano . P rodu ·tQ$ tlI !.11 d cuako y cinco :\to-
m as d e carb n o preced en ces d e m u ch os proeesos ca taMlicos
a l imen ta n el clelo y s irv n co m co m bu s tib les . E l nk ce ato
y el o-cet luwralo, por ej rnplo, sa prnduean a Pi\rtir d 1lS-
parts 0 y glutalllato, respeetlvame te, durante hi degradacinn
de las protamas. Baja etertas t.'ircuusLancias metabol lca s , los
int rm e dtar io s so n re rad os Iic l para . s r ut i l izados c om o
11f cu rso res en n a mulnrud de vilISbloslntetieas,El ctclo del acido c1ttico, c omo to as las otras Vfas m uili6-
1icas, produ to d la evoluc ion y gran par e d esta evo lu-
ci6n tnvo tugar antes de la aparicion de orgarusmos aerobic s,
o repr n \.;;1 11 : esarm m ellte I.. via. 'nu!.",()ort~ desde ] ace-
ato il ~,pero es la 'Jiaqu ,a lraves del tiempo, ha confsrido
las maYQTe5 v@o ta ja s seiecnvas, Los anacrobi s p rl m i ti vo . .'l u t1 -
l i ?a rQl l n \uy pr b ; . ! b ! 1 1 1 n te algun as e la s rc sce iones d el ciclo
del acido dtrico en procesos biosintettcos lineales ..De hello,
algun os m icro organ ism s an a !l:6b icO lmodel . usan un I 1
diad 0 'ltr ico in c mpl to o m o fu en ta, n o < 'Ie n erg t sino
de precursores biosinte 'cos (Fig. 16-14). Este tipo d orga-
rusrnos utilizan 1 < L S tres primer-as reecelenos del cielo para sin-
tetizar a-cetoglul ato P [0, d b i a a qu are ell d e
(J(-C roglutarato deshidrogenasa, no pueden llevar a cabo el
conjllnt c rnpl to de reac 'in cs del cieln del acido cttrico.
Po seen o s c 'a tro en zim a s qu e cab liz an la oollversi6n revers i-
bl de 0 alaee a t . o en succlnil-CoA pu den slnt (.17M malate,
fumarato, u 'GlI1a~()1 ' 'U 'ctrul- oA a pflrtir r t f ! n al a tato en
un saltid tnverso a Ja <fire.c;ci6anormal" (oxidatrsa) fie flujo
It traves de o. Esta ruta es una fermcll.aci6n, cot el NADH
producido en la 0 idact de]iocitraro re id<ldQ a AD~me-
d iclI1 t la red uccio d el oxalacetato a succmato.
Co la evolucten d las danobaclClias que pr ductan 0: l:I
p ar ti r d e a gu a, la tm 6 s re r.a d e l a T ie rr a s e t r ;ms fonnQ en ero -
bien y los orgarusmos se vieron scmeudos a una presion sel -n va pa ra d es arro llar u n m tab olism ae ro 1 '0 Q ue, u n o h lO S
vlsto, - rnu 110m a s etiMen qu la fenuenlaci6n anacrobica.
Reace ion
lo s · oom ponente s d el cicio d el ac ido oilr ic:o
s on im po rta nte s in te rm ed ia rto s b ios ln te t lcos
En organismos aerobicos, el ciclo del acido cit.ric!) es una via
alJfiboliea, es declr {IUC sirve t.aut para proeesos a ab6li' s
como C<.ltaboli··os . Aparte c t s u p ap el ell c l c at< lb oU smn ox id a -
tivo de g! ,cidos, eidos grasos y arninoacidos, el ciclo proper-
e lona pr e u rs o re s p ar ...m u e h a s v 1a sb io s in t ti s (Fig. 16-15) ,a ravCs d e Taction s qu e cum ph an p.1Tn ism o pro po s ito en
nuestrns aruepas ...ados anaerobtoos, £1 e-cetoglntarato y el o sa -
1 ta 0 pu d n , n or jetOplo, servlr COIIIO pr 'U If S d 105
amino:icidos aspartate y glut..an'1ato per simple 1'(lIlS3H1in<lci II
(Capi tu lo 22). A l r " d v L - S d e l i l. '5 P&1 .a to y glu tam a lo s atom s d
o n d el o xala ce l.ato y I I ,Y-cc:toglutarat.o s
.lizados pard sinLctizoc otros aminaacidos < l S i como nucleotidos
d purina plr it lt idilUl. EI L X r u eta1 , se o vi: 1 1 . 1glu a
m c :d jan t (ag lu co nr . g6 nes L<J(V( :<I I1 ( , . g 1 6 -1 5 ). 1 s u in il- . A
es un intermediario ce trnl en la sfntcsis d I anillo dE!porfirina
c I 10:; gru po s n oiu o qu e aC1 11 anco m ttaflS. ortado re e oxf-
geno (en la herm -gJobix y miog l in a y c omo l r. m s po "" ", 'l do r es
de electrones (en los citocromos) (veasc Fig. 22-%3). EI citrate
producido POl'algWIOS microorganism 5 S , utiliza com rcial-
mente pard una multitud de llSGS(Recnadro J 3).
Las reacciones aJl lap 'erot iCQS reponen
los interm e diarios del elele de:1a ci d o c ib t co
A lnt:'dida que los Intcrmedtarios d lido d l A .ld cilricQ son
r iradospara SP.)w como prElCUrs res btosinteticcs, son re o
pn stos mediante reaceiolles 81laplerot1ca (1'1g. 16-15; T -
hlB.16-2). &1 1 e ir cu n s a n ci as normal s, l' . reac j 1 '1 S r Ias
que int.ennediarios ri I cicio s dirigeu haeia otras vias y aque-
!las que permiten reponerlos se encuentran en e UWbri dirui-rni .Asi u s , as con ntra ion s d e Ie inlermediarius del
ciclo del Addo cttricoperma ecru practicamente constant
i"l6mero d e A TP 0 coer zima
r od uc id o f arma do s dj,ectamente
N u m e r o d e A T P
f in a fme n te fO fmado s '"
G lucosa ~ g l l I c o s a 6-fosfato
r uc tosa 6 -f os fa to _ f r u c t Q s a 1 , 6 - b l s 1 o & r a ~ o
2 G ficerald-h fdo 3 ostato 2 l ,3-bisfosfoglicerato
2 1,3 -Bisfos tog li ce ra to ~ 2 3~fosfogl icerato2 fosfGen{)I'piruvato ----7 2 piruvato
2 P iruvato ~ 2 acel i1..coA
2 I socltr ato ~ 2 a-(:etoglutarato
2 a-Cetog lutarato, ~ 2 suocinil"CoA
2 Succinil-CoA ~:2 s u c c i t . a t o
2 Succi n ato 2 rum arato
2 M a la to ----72 oxa lacet at o
Total
- lATP
-loA P
2 NADH
2ATP2ATP
2 ADH
2 ADH
2 A O H
2 A T P (0 : 2 ' G T P )
2FADHl
2NADH
-1
-1
3051'
225 ,
5
5
2
3 .
5
30-32
+ Sew fC lA l lI a db IiCl6Il de 2,li A JP p a r I iI llH 1 1.5 A lP J I B ! FAO~.1,ln \!lIlor n_\( I ~ OOIIlSOIllt). .
4 IS 3 O ! >$ Il 1J )M 6 1 lnec3rlismo illilizado pari ! IallZ<lr equ l'laleM eso e IW lH d eSl1le ~ltO $(If a fa m \l;:1 Zm ilqU Ifld lfal; ~~e las flguJ1lS 19 - 17Y 19·28.
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Acet l l ·CoA
PEPe
piruv!ltl)
SuecinatoPtO(hldos
biosinteticosw;I.--inil- oA -+(aillinoaeidos,
nuc le () t jdos,
emo, ete.)
AG\. I 'RA 1'6~1 4 P re cu :r so n biosinllhiGos ; p roduc idos en un cid() df'J
,(ida Itrico incompleto en una ba tefia a:oaerobica. [!>los<Inaero-
bios care en de a-CI. '! IOglularato de' idrogenasa, por 1 0 Que no !)U~
den rump! tar I cJc::Io tiel ~dd{)citrico EI o-cetogiutaearo Y cl
~ cct i'.coA sirv~1\de pr e ursores en una gran variedad de nnas bio-
, in tet i<:i1S. ( V ea S !! F ~ g . 1 & · 1j para Ia djr 'cl6n "'normal" de e ste s r ea c-
lOll C ' I 1 dido del J ido cftrlco.)
Gluc:osa
1 ' 1 ,1 ' ( " '''''lUll II
~Fo~fOClllOlpirl.lv kl
(PEP)
Senna
GLi,cina
CialcinuF4miLtilanin!l
Tirosinn
PirimidiullS
Tript6fMo
AGU RA 1 6-1 5 l !>ape'del id Q del.5cido cnrico en el
an.,boli m.,.5e,ex en In h $101 Imedia 0$ e J ciclo
om o pre ur~or(" "m" ,h ~ul~ b io s ln tO ' c as . Etl ro ]
5 mueslr.!n ("IJ;) m reacciones at JpIL'[6tiC r@1I[\all
10 precv rso res agQt~d!'l~ a s e T a b l. , 16-2),
16.2 Reaccioncs ,delci¢lo dc'l acido citrloo IitT
La 1 b in 16-2 ml)el1tra las reecclones a aplareticas I 3S
cormmes:todas elias convisrt piruvato0 fos[ nolpiruvato
n xale etato 0 m alate en dl\l rsos L jld • Y Q l'S Olanisrnos.La
raac .itm anaple tiea nl;is imrJOrtant: t> en hlgado - r ifi6n de
mamfferos es Ia carboxilacron reversible del ouuvato por el
C O : . : para [Ollllne .Jt acetate, catalizada por 1 3 .piru''ato car-
boxila ._<m .. uando c! id a d p.J ieido ('itrir.o r .a fl~ ce d e o x ala c
laiD 0 d e a1 gU II O! .TO in t.e rm ed ia jo , se carb ox ila p tru vato parapro du cir m as o xala ; , 1 . ; to . 1M'lad ic i611 nzi.m alka d 1 I 1 l gropo
carbrn:il 1 1 . 1 pil1Jvato requiere encrgia, l I U G es aportada or I
A'fT' la enel"gia l ib, n oesaria para atliclouar un ~nJl . rbo-
"Ho alpinJVato s spru irna a nente igual a la e rgia Lihl'",
disponlble en I ATP.
n-
producir mas oxalacetat > 10 qu perlllil~ que cl < . : i 10 ULi1iC<l
m s a tJI-CoA n la re in 1a citrato 'Ill ' sa,
Las 0 ras T ear-cio n s anapleroticas m Stf'dlla:; en la Tabla
1 2 estan tambie re lJIad~ para munl ncr eI I' J ]a tor-
mediarios I 5ufirjentemel1te elevudo como para sostencr Ja ac-
t;jvjdadd Iciclo del acido cnnco. La Iosloenolplru at (PEP)
<:arb xilasa, pur ej mplQ, es acuv < la POl'el i.Jltcmwtiario gl ~
~oUtk f l '1 I C 0 8 '* J I -bisrO$f~to.l }Ue sc acumula cuando el eiclo
del acido citrir.o opera dernasiano Ienta em para pod r pro-
ces re l piru '31 ,0 gene rado el l la g in :6 1 .i si s.
Pirovaw
1AddQ6 gr'3.c'IDS,
,0 t.croll r U l tA.
Cf'l•• tUl
A/alaeetato Citrnto
(Mal to
Glu t am ina
Prolina
Arr,inina
ic 0del.acldo
1 1 1 1 . 1 1 , 1'u I'
Gllltamato
Piruvatouccinil- Q I \
PnrfirinaB,., m o
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6lB Capflu'1O16 EI clclo del acido citrko
RECUADRO 16-3 EL MUNDO DE LA BIOQuiMICA'_" ••"hU(_ .. "_ ....~....., d '"_ , -1 ., '_" '~"" I" 1 "~ • , .....:..,""" .....).,< -"t", .. ~ ~,. ,,~ ,', .n...~lt~G .~J .....'......· . : . . _ . i t l l .M l o . f \ 'M . . . J lO . u · ' ; .
Citrato sintasa I Imonada y s m l nlstro m u ndia l
de a Im e ntos
E l ,'trnto tiene un gran numero d e apli -. n on es in du str ia l 5
Impo r t an t e s , 11 rap id o an atis is d lo s in greciie n P.S f ie la r n a-
y onS l d f resco s r vela lU I uso habitual e :icino cnnc qu e
confiere un g sto t .ido 0 alrutado. EI ido c trl '0 es tarn-
hi~n 1ll11izado .omo plastificantc y como mhibidor d ~l fQr-
macion rI ¥ spuma en laIabrlcaci6 de ci rtas rinas, mo
mo r e em , p..ra .otores b r il li mL s~ " c omo a.nLioxiollJ1tf' para
flT('Rervn Po'lgusto e los ulirnentos. E1 acido citrico se ob
tie e indus rialmo 1 e uluvos del hong A. 'mwr! l iU1L,~
n:ig r, 1\ I r ' net! e ll!l1(l. fl1cnk b ar ata d e (l7 .l1 ca r. n o rm a l-
0\ t ruelazae. Las condiciones de crecimie t . ( ) $ e l i ! > . 1 an
d r r a que q udal: I .nhibid.as 1 r L 'Cl 1\ d I uclo del
.do enrico se produce U IU l acunm acion f> eitrato.
A un a e i . l l mayor, el addu ciL 'co podria algun dfa ju-gar un papal ( lSP . ct a< .: l lar en Ia pallaci 1\ d I hambre en el
m ndo. Gracias ass tres grupos carboxilo eargados negati-
vam ,Icitrate 'Ii WI buen quclall de 0 . R I 1~lic~ y
algUIla.'1 p la n ta s u L ill z.. m e s ta p ro p ie d ar t lihsrand d lch o co rn -
puesto ,1 1 suelo, donde, uniendose at ion, impide la absor '6n
de cstc p r parte de lu pl Ita, Un case l"'tarl.icularmen €' lm-
portante es el aluminlo (A13 I),que es r xtco 1ara m g , n
m im cro d e p lan as . p ro vo - 'a WI d es cen so ,I I> .rendirnie to
n las cosechas d un 30% a ill)40 de la 1.1IT ara le d )
1m a s abundar, E 'eJ II,i.corteza
nente sn encuentra como l( H)a,
un eompuesto bioi .gi~m nte incrtc. Sin mbargo, ~1Uti pH
por debajo d fi, el Aj;l- E 'S snluble y como tal pu de SCI" aso bido por ills raices de las planta . La acid1 f i 'ci itdel te-
rren Y III tm:i idad rl I Afl- S n Ull heche nruy co rm . in en
los tr picos, dond I S camp !Id mit 7. poe ell suLIi:r rdi-
das d I· sta el 0%. En M xico ta Ioxieldad dell\J3" l imi t a
la p ro d u c io n d papaya a 20 , 00 h e 'ta rea s . eu an 0 teorica-m nts s p nan Ct~ti" hasta un total d 3 millon s d
h : t.arem.. 1 1 < 1 - s olu cio n p od rfa s er c lo var pj pH ri~ l f f ilPlo CO i l
cal, pero sto es e co n omi c a y arnbientalmcnte erroneo, Una .
alterr aj,i", s ria 'ulljYar plantas sistentes al A13+.E'Xist ,n
p l an t.a ." na t u ra l es <'.00 p~<;ta:: act r is ti .. 1a par tir d e las cu a
les sc I 1 f ! g . . ' l a In tercsrn solu ion, que 001' ist en i r an s f c '1 r
d le \ resl'l.l. nela y u t ene r p la n!.: . po r rn lio d iog o j. r ia
g .Il tieR
II grllpo de inve::;tigaclor.. mf> iI' nos hall obteni 0
~radas a cstas ccnic:as plan as d I tabs 0 y de la papaya
que A'll! Sat cl vados nivel de ntrato smtasa ba ·Lena a.
!'slas Ian ( 1 . < ; seta entre cinco y seis "pees 13cantidad
normal d 'a ida enrico quelador del AI'I- y pueden or cer
inc : lu . I) •• d Tltvd (it: 13 I P.II el suelo t'~ i li e ;Gve ce s s u p er i o r
at nivel emque puedenvivtr las plantas ron r 1,E stk ni 'l d
r ls ten cl p rm itir ia a M xi I I t H i z < l r J o . ' 1 :3 m illo n~ dE ' hec-
Am s rl '~rra culti ble q ctuahnente estan en d S11S0
par culpa del .AI!I-' - .
SegUn las previsiones sobre rl ere ,imi nto p bl.;.tcional,
1 (1pro ucci n tI aliI nto ell J m undo d b ria ri licar C
en lQ~pro x im os em cu n ta alto s para p der ab as tecer a lIDOS
9 00 millones de p e r sonaa , on solucion a lar'g plazo 11-
sis !rIa (UUm1 sntar la prodt (.;CI )llagricola n la s tif'TmR < : 1 1 1 -
uvablcs afecl r u l A S nor la t xicidad del aluruinio. EI addo
cnri 0 poun<\ jugar un pap It pur1.ant en La .onsecucionst obj Iva.
La b i oUna de la piruvato carbo:xi lasa
tra ns p orta g ru p os C O 2
t . . a rcaccton rl la piruvato carboxilasa roqut re I PI' seucla
tie Ia viLaminabiotina CFig.16-16), que actu mo grupo
PI st l leo I n U ll1 ti . L a lot' a JU ~. un papel clavE ' n
I I1U -has rea, iones de carboxi laciolL Es un lransportacior PoS '
ializa () de grllpo s U lo n carbonado." ~ !,;11forma. m a s oxi·(la a: [;0:1' (La transIerencia de gmpos monocarbonad s en
I [mas maf j r du ;idas la llevan u 'abo OifOS cotactores, es-
p iab nte el tetr~hjctrorol(l.t y la S·ade osilmetio ina,
como Sf! descrih . p.n~l 'apitul lB.) Los gr po earb xllo
SOJl a tivad S en un r sect n que rornpe p! A.T )r unr , ::
a la b i ILina Ii adl1 al cnzima. st C : 1 "~.,i H(h,ftSl' LIt !SlierI:'
ntonces aI acepLor (piruvato en esl£' caso) en lIn3rt'<l c16 l
cl catbolill", CiUll,
La piruvulo carboxilasa sc com
des id~ttt.icas. cads UfIR de lal
:ua 0s lJunida-
lUl<t m o l d a c : w .
Reacci6n
P i M ' C l lO + H C 0 3 " + A T ?
Fosfoef'lolpiruvato + CO2 + GOPII I
Fosfoenolpiruvato + H e 0 3 "
Plruvato M e O . ) + NAO(P)H
-. -. .Te j ido(s ) /o rgan ismo(s )
axa I'aceta 0 AOP P I
ollal cetato + G T P
H f g a d O , 'ii6n
oxalaceta 0 + Pi
ma'lato + NAD(P)+
-Cornzen, mU scu lo esque e u c oPlantas s u p e 0 e s , levaduras, bacter ias
Amp l iarnente distr ibu ido en eucarjotas
y proca1r i ta
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% " H win"
'c o~;£ )lHO t lIN NH
BicaFbon 1 .0 ? _ ) Bwtinil.
0-1>'=0 --li.sina.
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( J ) . J .
jtioeat.a11tioo
1
S'POc ·taI1tico
2
o
o o
Piruvatoi inolll t .o
-0 '0"Cd'
6 - ' < Y -r~~cC 9
NHI
ECAN IS M O F lG URA 16-16 Rap el de fa tJ oli na . C I' 1 m reac:ciOn ca. I , , -
linda por 1<1pirllvat!) c<ll'boxilasa. La bio i,na se aocl al enztms <I I
t~yes d nil union amid a on I grop ~'i1mino de un residuo d
y s , fun n an d [) u n b io tin i -e lm a, as rea ( ; io n e .- ; dE> cmhox i J il ion
e ' ~asque int rviene la biot; ;) tran urren en d s fases, general.
mefll atal i zada por si,tio tlctiVOli dtferen es del e n z im~ , m l como
'i~ da por ejemrlo n la r .at; i n d 1 1 1 plruvato o{b xrlasa. n Ii!
prirnera fase [paseis 1 il@), bicarbonaro se convierte en COz,
qu ,m •s ctivo, y a (.0 un acion es uti Iizado para arboxilar Ia
b lo un a. £1 b i arbo n au se a ttva en p imc: r lu,gar po r r . 'Cion COil
ATPpara rormOJ:rc.lrboxi{oo{alo {paso@), qv s romp dando di -
16-2 R@acclones del cicio del acldo cltrlco61.9
o
Of).A
'-I EN NHC
C 9
o
r rCarbC>DbiotmiJ-(mzUna
. 'l 'r a n S fe r e n ci a . .. ..de c . a: rbQx i b i9 t in a(CO.2 ilctiVado)
al segundosi i{ ) eatalitico
9l~ ,(HN N-C '":\
o
o',<:
C~
oo
NHI
NHI
)C id o d e club 0 (paso@ ), En eto)ltl bicaruon [0 d s " ld r , lt i lC l o
@f1 su reaccion conel AlP, con 10 que cl CO puede reacdonar con
I . bi tina p rj) . rmM arbo)Cioi tilll] Ipa,o @l. a biClllina a tU<I
com o po r tad o r d e CO ,l.Ipal<.!tran spo r ta rlo d . d un f'o, tiv i a ro
d e l r n ls rn o e n zim lp as .o (!!). E ft I a s eg n d a t sed la r ea cion (pa-
so ® < V , at l;i1..adacn VI) gundo sit io activo, cl COl rca •
io na . c o n I }I ptruvato f ormando o lr il la cct< tt o .: e l Ol lib era e n e l
5C undo sil.io activo 4paso ( ;0). EI piruvato 5e convierte tJl1 lOUorllld
cnolaro en I ~ 0® It n!>flrltmdoun proton a la biotino. A fmli·
0. • cion el n lato ataca ' l CO J gcncmndo 01(011 et'i\toell 1p<l5oQ ti·
m! '1< i t ! I a r eac 160 (pll~o®l.
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620 Ca [rulO 1 6, E l c lc lo del itOidoci t r ico
b io tin a u nid a co val n t m en te a traves d e u n en lace arn ld a al
grupo e- mtno d un r iu . sp eclllcQ ' • Ly s en cl s il .i n ac-
tivo del €:Ilzuua. La carhexilacion del piruvato tienc Iugar en
dos pasos (l'ig. J6-16); pnrnero, un grup carboxllo prove-
nl ote d 1H O i ., une a la b iQ tina y a contiI1113cion eJ grtlP<l
carboxllo s transflere at piruvato para former oxalacetato. Bs-
to.'>dos p as os tie n n lu gar n s iH os aeuvos d1fcrcntesj e1braz
Jarg y f1eldbl II) hI tina tr.msDer grupoll ca l' boo t i. o ac l. iv n -
c I s desde el primer sitlo activo al segundo, actuando de un
morlo moy similar cd . duI largo braz lipoll-Uslna d ~ n fll
o rn plejo d la p ir u va to d c sh id r ng an a sa (Fis 1 6 - yallarg
braze de Ia JlQCCiOll upo A d ]a proteina portad fa d a.cU s
que mtervi e fa sJn~esisde a . to grasos VP .3 . ' l ' A ? Fig. 21-5);
ilia l"igura 16-17 se oomparan cstos tres brazos. Tanto Ii·
po aso co m o Ia b io tin a y pantotcna to en tr an n 1M c~lu las
m ed ian eJ nu s tran spo r tad o r ; IPI l r E > ~ ' l S E > . 1 11 e d e m an era
covalente a las protefnas mediante reacciones similares y los
tr s p rop rc ionan u n a nc la je llmdbl ltie rm l ' QU ) S 1 11-
term diaries u idos s tra, sp rten de inR ib acnve a otro
dentr de uti complejo enzimatico sin disociarsc d 1mlsmo;
to o s e .llo s pa rtlc lp an e n Ia ca naliz acl6 u d e s us tra to s,La b i ti Ii S u n a v :i amirtu TI • sari 11 la ic ta h uman a ;
es ab un daJl.t en m u eh os alim en t s y es s in e t lz ad a p r b ac t -
ri " i J I l e ! : l U l l r u s , La ri.fi in d .. en h io t.in a e s ra ra, pero pu ed e
aparecer a veees cuando se consuman g ra n d es c an n d a d es de
hu v crudes. La . clara d Ita COIIU n una em n cant dad
de ta pr t.efn:l avidin;)' (M y 70. ()). que se uns : lI y 1'1lerte-
mente a la bictina e ir ipide su abs.orci6 por eI intesti o. La
avidina de la clara fie hu vopuede a 1 . ar como un mecanisme
Lipoato
oI
N
Biotina
j l -ME!1'cap to-
etilaminar
o 'QH" ,CH~ ~IIV o-P-O-Sar
N I IH Oll 0-
o
RGORA16-1.7 °gaduras ~bioIQg.cso los oo( c lo rc s lip ,!lOr bl (i n
y 1 01 ;: om h in tlc io o d e l 3 - m ! ] caploetilarnll '1<l y p an lO 4 ( lf la to ~ 1man 1(1-
~os hugos y Ilexibles n los ,1tf\Z,jm.lS a los qUI! et~ unidos rorma
C 01 Ia le nl e, a du at i( Jo c om o lig, duras q ue I r a fl "Sp o r ta l l i I l r 'ermediarios de
u n ~ ill( ) II I v I s lg uk rr l 'E I g rup o U 'l11b rea.do en rosa es, e uda
MI. II I 1 ' 1 . 1 , lO de u n '1 6n d il l i n 1c rf I t .-d nO iV Q (l I i ! li ¥ a dt l r a ,
de delansa para el einbri6!l potencial de polioallnbiblr 1ere-
c un ie ru o b ac .L er ia llO . u an d o s tn er ve n lo s nucvos , la a v i c l i [ l < l ,
se desnaturaliza (y por ,to se inactive) junto con cl resto de
p ro te in a s d e lla 1r0.La 3,;dina pu rilicad a es u n reactive 1 1. en
h ioquim ir.a y b io io .llh " .Ju lar. t na Tlrot.et a flue con > l1Sa
biotina unida de forma covalente (obtenida ex:perimentahnente
o PI' d clda in vivo) pucdc sor rc uperrut.'\ ediante c r oma to -
Itrafia c ru!Jlirla(i (v(>. .as~F ig . : -18 .) c t .h i C) II I.an J P . l ' l 1 - e alinidad
ell re labiotma y II I avidina, Acontinuaci6n s luYi laprotefnn
de la COlUl tU13 con ur exceso de b i o t l na lrur. ' I V' d lm..~
afilli ad d e 13b io ina por l a a .v i d in a tambien se ut.ili23 en el Ia-
b ratono en form de dh $1 0 0 pega mole ulsr q P d
' t l" l . a n t , e n P . r j l m t . a s d o s S r n et n r as ~<;(! F ig . I ' -2 .S ).
RESUMEN 1.6 .2 Reacciones de: ! cic io del ilc 'do O l t r i C O
.' EI ciclo del :iciclocitrico cido de Krebs, ciclo T A)
s una ruta tab61ica c ntrai casl universal en 1 . ' : 1 . ne
co m pu e & .o spro du 'd os en 1a r.grMaci611 d e
ghicidos, grasas y proteinas se oxidan a OO!!y en el
que 1 < \ m ay o r par te d e la0 rg la d e oXide eit61 S
conscrva temporaanente en !os t r anspor tadore s
e Je c£ r6 n iC < 'J s P A D H 2 y NADH . D u r a n t J m . i ; J Io oU s m o
aer6hk, .o est()S i tr n es s e an s fieren al "
mientras que la.energfa del :llqjo el e troruoo se
re t! n en r rm a d A1'P.
• E Jlas mit WI\dri3l:; e eueariotss yell el cuosol de
pro car to ta s ) cu an do Ja cnra to s in as a es ta tiz a su
com! nsaci6n co oxah' 'laW para formar ci t raro
• •Jl s ie re c io nes s p.r .llen ciales en tr e la s CJu~ein ' l u .yen des d cs ea rb :X ilac io e s , e l e ic lo d I ad dQ
ci ri '0 .o rrv t r t. J cit.raLo I QX<I.Jac tato y b l iP - fa do :: :
GOa_La [uta es clclica Y3qu no se ul:ilizan los
m term ed an s d el u ic ic: s , produce \.lII oxa lace ta
per a a uno eonsumido.
" or carla ar.etil- oA 0 idadu per (>1lido del addu
cftricc, Inganancia nerg' 1(:,1cOill3isLe en trcs
mol ulas d NADH una de FADH2 un nu 'le6sido
I.rirosfllw (A I)OTP ) ,
• Ad f'm D:s d a :elil- AlA m i alqu ier co m u es to qu e
pr duzca on in .rmediarlo del 'lei de 4 05 u . u 1 > LIQS,
n r ejempio 100PI' duct a de degradoci6n de muchos
am in oiicicio s, pu d e seT o xi.< Jd o por e l c ic lo .
• ":1dclu th:1 W.:kjl) d 1 1 : : ( ! ' Cl:i nnfibllilc ya qu e slrW1
t. to p: ra el A. tabol m ' 'MIO paf"~eJ l In.abolismo; Ii
p1 ccicn ,extra r 10 f'.l"Illerlia.';os lIel ci 0 y utilizarlos
c omo r ru rt cr ia 1 de part ida para lID hu n (m le ro t!,
produ{' .l & b t s inL oo s .E~L3.S l' at ·i~.mS II ( : a l . a l i -
Zflr1i:l.Spo r Ia . pi r ,va:t.o c ar bo xila sa , P EP carborlquina-
sa,PEP carooxilaHa y I ~rt7.imaI"mco, Los CtllJrnas
ql c c ata lizM C '.M hO xil ines em Jel iSlnomaalr enle
biotinapam activar d ()..! Ytransportarlo a a poor s
\, < es Cl'UlO { > J ] . 1 ' u to c] f()sfoclt lp i ruvato ,
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16.3 Regu la clo n del c icio d el a cld o citrlco
T al om o S P . ha vi to en elCapitulo 115a regU L cion d nzm as
clave d las vias etabolica, p r r tore al tencos y me-
dtantc madill 6n c vale te asegura la produccion de inter-
en diarios a la veto idad requerida p a ra m1 ,ln te ne r W . • lula c
un estado estacionario establ y vita 1 innecesana sobrepr -
ducci IId . los mlsm s. EI Ou.i d M.omosde carbone desde epiruva ha.cia e •ciclo del !icido omeo y a trav s d 61 cst! su-
j to a una str c a regula ' n a dos nivel s: la c nversio el
iruvato a -GoA, el rna: r ial de srnda del cicIo (la rsac-
cion del c omp J :jo d la P' l fUVUto deshl r genese), y la c trada
d acetil-C c A en el CJ 'Iu 1 , 1 reaccion de Is curate sintasa). EI
, cetil- A se reduce por vias difere te s a I C l S el complcj
la piruvato deshidr genasa -la mayor part de celulas prodn-
ce tarnbien a' L il-eo A POT o x i< 1a ci 6n d e acidos grasos y de
cier tos ammoac t do OT ]0 q u@ l a disponibilida d inter
diaries d estas otras vias s tamhleri irllport.ant Cl1la regu -
ci6n de la xida 6n d I pirovato y del ciclo del acido citrico,
EI ie l esta t;untliell r eg ulad o a nivel d e las reaccl n es d Ja
isocitrato deshldrog n y d la a~ e gJu fa deshi ro-
genasa,
La p roduceion de acenl-eoA p or el com p lejo
d e la pir uva to des hid ro gena sa e stii re g uJ ada
pe r m ecanl' smos a loste ri cQs y covalentes
El complejo e In ptruvato eshidroge asa d m am lfero s P"q
Iuert mont inhib d por el TP,asi como peel acetil-CoA -
I NADl , los productos de l.a rna ion ca1 .al izada POT I C I -
plejo (PiA. 1S.18). La inhi i06 los e n • de fa m adar.ion oel
piru to se Icr m nta enormsrnente cuando se hallan dispo-
n ib le s a ci do s grasos de cedena I a rgn . AMP , C< .lAy N J\D " • t 5
F IGURA1 6 -1 8 lle gU : la ci 6n d e ! f lu jo d e ,m e tl bo li to
d es d c « :1c()m plejo d la piru al ,d _ h ld ro gw .!!I:a a
lr.h>I~S de l ddo de l licido dtrico. £1 omplejo de I
p1ru 10 d .. h dr genasa eli int'libido alo5'1 r im te
cu ndo 1.1 r ela i 1 '\ IA 'PJfI I \DPI, lNADHlI INAD' 1y l ac ct il. CO J \j/ IC A I SOn altas , iooiC.lnd() estad
me t n b611 l o ~Ig 'Ii melle s uli cie nte , (A Ja do esta
relaciones dismirluyen se pr due uni'l aoivaqon
a o s :t er ic a d e la oxiQ 'u n del pi vato r 11 v lo cid ad
de u jo a h 'aVCs d el cicln a i r fo dlr ico puede e
liA li 'ad pvr la d is p n i b iU da cl fk ' I m o su s t lo s til! la
ci rata s l a s a, o x a la -t o tv y a ,til ( lA, 0 e AD I,
que desaparece p o S1JU 11V\l ,'00 en NA !'i, co n 10
que reduce la velccload d 10 tres p a de
o i d ". .t d 6 nd ep e o d ie n r es de NAD , [I · 'd " tambipn es
m a s lento como consecueocla d la retrolnhibicirin
par el succrnil-CoA. cl ihal( . l y el AT~ '1 e i l1hibcn
l 5 P im ercs p asos, ~\:.iid us ULIl'f, e l io n C i'l~ (!S
vn i nd i ea cfQ ,rO f >I~ nlra ion y , t ; J J c ~ rnuestra
aqui, > tim iJl3 e l m et'abo lism pro du cto r d I !\f3
p3t3 (l:!eITIpJalOlr A I'W.fl<;ymido, n I ontr.KLi n.
16.3 Reg..,laci6n del ciclo del acido citrioo 62-1
los uales cumulan uando O\,.ryedemasiado p c
CoA hacta el eiclo del eido ciLrico, activan alostericamen
c om p le jo d e la p ir uva to d ea hid ro ge na sa , Asr ,
zirnAU es nul..de cuando disp one d una
combustible en forma de acidos grasos y de acetil.co.~:r
las rezones rATP)t[AOP) y \NAD li l/[NAD+ 1 d Ia ul
Y s ac ti vada cu an do l~s rn an das 'l\erge cas s o n
necesita un Uujo m ay T d • acetil oA bacia el cic1o .E n m amU e ro s,· to s .n,lstllOS d regu lact
stAn omplemen a os per u a gundo nh o 1d
la odificacion covalcnte de pro Inas, El comp
"!,IV d 'hitlrog nasa es inhibi 0 mediant !a fo fO'.U-"""'-~\'ul
rEwersii I 'e un residua especffico de Seren una
subunidades de RI,Tal como se ha m cionad con
dad, ad s s d 1 5 nz imas E1, '~y I3, el complejo
vato deshidrogenasa de mamfferos conn n dos prot _
regulado ra s , cuyo (iIue prop6sito el erg lac la actividad
d 1compt [o. Una pro m a qutnas especUlca Iosforila s pert an t o i n ar .t iv a Ell Y ill fnsfoprotefna fosfar.asa es p cf fica eli-
mina ElJ ~ lPO fosforilo por bidr6lisis y r tanto activ E!, La
qU i l l a e s ac tiV ' dd 3 1 sLericamc.n tP . po r A'Y'P· c ua n d o fa LATPIElS pJp.vMa (1 0 que es reflejo de on suministro de ' rwa sufi-
len 'e), l c rnple] la pinlvaw r iP"'lhidr genasa es lnaeti-
vad por fosforilaei6n de E1, Cuando la [ 1'1 '] c t se i endo , la
Piruvaeo
to.. A'IT, acetil-C A,<'tlllll,1rio I C : J I N'APft, a ci do s g ra so s
< I" h. piruvst»dl,,.lIid"lf(t·lJl.bIJ AMP,C ,NAn. c 2...
Aoeti l- (lA
MoJ.uo
•dtrato, AT P
GTPCATP)
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622 'CapitulO16 EI cicio del soido oitrico
aedvidad d la q\ inasa clp.c.t~ y la a 'cion de la fosIatas,l ]i-
m tn a lo s g , r u p ~ s l o r i l o dE I, a · l , l V ' . u \ c0 I co rtlp l'j .
El complejo de laplruvato deshidrngenasa de plantas, 10-
cahzado n l a ma t rY& . nu toec drial y en I ' P l a s do ,as .inhibido
po r su s pro duc NADH y a c et il -CoA .1 !; 1 e n z iuw . nul 'onuru.d
de p);mw t m h ien es ta regul do p er [ o sf o l'i la c1 6n reveralble;
el piruvato inhibe la qumasa, a.ctiv;mdo < l S i 1em plejo d Iii
piruvato deshl Ir g nasa, y I I fa sUmula, 1 que 'allsa
d e la in .h ib i .o n d el complejo. El oom.plejod e Ia piruvate deshi-
droganasa de R. co~iestli.b.1joI"glltllci6n ales 'rica d mod .
lmll~r 31 nznna de mamileros, pero no parece estar regulado
por fosfon~c:i6Jl.
EI ,cicio de l a cid o c ib 'i co esm regu1ado en sus tres
e tapa s exe rgon lcas
El lllijo d 'mctaMlit s a raves el clcl d j (',id dtrl est
'om ~id a u a r gl1wcion Bstric:t.a,Tres f~tOI"P.5 gobip .rna l l
h1velocic.iad de Ilujo H traves tiel de 0: III disponibilidad de
ustrstos, Ia iuhlbi 'Wn PO t los produ tos a umUlnd5y
In - -!.to in hlb iC l n al st.er ica d lo s en z im as Q c c ata ltz ... , c ta pa s
tempranas « 1 elelu.
Cada U a d . s tres etapas altamfln x rg6niC3Sen el
cicio -das catalizadas poe la dtrato sintasa, la i.sodtra dashi-
elr g nasa y la C-(;C gIuwa"o deshidr gen, sa (Fig. 16-18 -
pued llega a ser la I4pa l im i la l1 t .e d la veloc idad h~(I (jete -
rnillll.dilS et r ennstences . La disponfbihdad de los sustratos para
la cit.rato ~in tasa (acetll-C A y o x..-u ac ta te ) v ar la CO 1 e l. estado
'Uetab611 d IIIcetulay lin 'L a en ecasion s la "'docioad d
f rrnar.i6r'1 d eitrato. EI NADH un produeto de la oxidacirin
@j tsocrtrato y el a-cctoglLd.<I!'<lto, s e a eu m u la b a . l o ci rtaa c n -
(Ii io n ~'ly a c le va d a !NAOIWrN I I am bas reacei o n ~'ld . r iM-
hidrogenaeio r sultan •. v ram lit i l lh lh i<W s f)Ot l!H c' n c
m asas , D o m o do s im ilar., 111 lu la , la I' ~iQn d e Ia aM.o
d s llictr g rusa c s l. a . :w n r .i fl lme n t e e equilibrjo (es deck,
estli ' lilada PO T el sustrato) cuando IADUI/INAL1':'1 CS
alta, la C 11el lt .r3C1.6 d xalac t a w es tnju. 10 que nac m as
lE"l1l.o~I primer paso de l ·icl0. La aculIluJl1ciol1 de prod cLo..,
inhlbe los tre:s paso.! limil"ulteti tM cicl(); d su 'ctrUl.-CoA iuhibc
1<1y-cetoglutara tl . stai d. rogenasa 01 l,U I ll b j 'n 1<1 iLr<110 sin-
Ui$l); 1 c i r " bloQuca In 'trato sintMa; y el producw I1M.l ,
ATP. i.l lhibe tanto]a citrnto SUl tasa omo 13. 'soc:ittato deshirlro-
~enasa. 1<1 i .I IJLib i< 'iO lt riP 18 jtr:'Ilo!>1 t. a por ·el ATP e mitt·
gada por dADP, 1 m a cti va do r a 1o s tti nc o de ste euwua, En III
IHiiseulo d ~re.rt b rOO o s I ~:l ,la' r 1 . a . l ptll\t la conlJ'<l 'ci6n y
p (J .fa 1 m .n mw t.o Co c : I nit .. -mt~ e It l der tuuu. lu ue J\1''p acl-iV'.l
W.IIW l. a i :; o · il .( 1 !U Jd e s h i r t r o S ! I > . r 1 a . s a o orn c la o :-c"t g lu tarato
j .sh1dmg na::><l, at;;l{~Olnodon i 1 .)0 d la pln.walo de l dr
gf'n.' l.<u1_ En tel li m en , la s (.-o n ' lll.mdQ .S,' S11.<;·a tos f'i~r -
ml'ili;lrios del cicio del < cido c i l r i L -O hacen q •d .llujoa aves
de via ~ lllilllwuga a una vel cirlad qu Jl .nnl e mflnte-
Ii .r t· IIC II J<tt:i IPS 6 Lim as d e ATr y ADH .
l!:n com.liciones Iwrmal.es, la velocirlacf ele la g!lu 6ti$i$ Y
d I cicl d lii"lo '1Y'je skm iIll gra s (Ir. J'I 'I<'l l lC'J'a qllp. S61.0
s P. 1 E 'ta l) Jiza a I iru va .0 I I I g l u 'os(!nec :csana para surninistrnr
aI cicIo r i P . ! :icido d tr ico su b\lSUbl', Iv::;gr p es (cH ilo lui
acetil-CoA. Piruvato, lactate y ac til..JCoA!le nla.tlli en no r -
m alm en t.e a co n een traelo n s d es tad 't. e ' on ar io . . velo i-
dad de 1 0 1 gluc6lisis es~ adaptada .a.ladel cicio d acid citrlco
o solo a raves 8U lll.hibici n por nivcI s ctevados d ATP Y '
AII)H, ~mponete COl l t n s d las tapas lut: .Lll i(:Cly I' s-
pltatoria de 13.oxi aci6 de la .giucosa, sin tambien POl' Ia
con o en tra 'O n d e itrato. E l c it ra eo , produeto delpri1ncr paso
ci ci 1 d el add i~ d '0, esun in l 't> id r , . I Q s t e n " o i m n o r -tante de lu r().sfoIructoquiIla~a·l ell Iavia p;lu()olilic:t! (vease
Fig. 10-18),
E n elcicht del , ac id o o t tr ic o puede dars.e
ta canalizact6n de $ust ratos a travis
de 'comp le jos mul t ienz imat icos
Au qll@ norrnalrnente s(t Iescrfh sn log mzimas del cicIo 0 1
I. Id cftri om , ,0 p n ellte. 5 rubl s d I mttcc ndna
(excep to ta snc: r .. inato ele1 ':h i r t rogf !nasa, q ue e.'ltA lig ada a m em -
brana), aumentan !.as p , cbas de que d mro de Ia mltocondna
estes enznnas xi:ltcl1 en f orma d omr.lejo mil)' eIl2irn:i1.i-
co s. La aproximac i6n c i a . ' 1 i r . : a de la enz;h1101ogfi l-lapnrr t ica io nde proteinas Indrvidualee a partir de e rectos de celulas r
t.a,,<;-se :;plic:o e on g r,m ~xito a los enz tmas d l cldo de l flcido
citri O.S ]11embargo, . 1 . ' 1 ri m ra victima de la rotura celular es
la r g a l U l ' A ' i ,.on de i v e l s p n o r U n t r o d la e l u l ; ,i ~ 1 < 1 :lIlef-
;!IC,r,ion no r.ovA! nte rlWel'f.lhl . d e . 113pr tert ia U 01.1'<1, 0 de
lin enzima con algli.f1 compone te estructural ral c mo una
membrana, un micr "t1111 ] 0 un In' ,rolil rn nto. uando se
ahre las f,t~hlas por rotllra, sus conte ides, ensimas inclui-
dos, se djlu:y n de 100a 1000 veces (l"ig.16-19.
Varl s t .i s de pe n as s gi r n qu ,en las c 'huns, los
cOmp l f ! jAAtnultiew..im ;t i asegu ran e l (J' , eli '< ID l e d el p ro -
d u ,t d e una reacei n n z m Att al S lglli n t eru :;_in w.de J . aruta, Th I compJe ; jQS S d nom m an m tabo lQ lle • fie n s -
tatio de Iorma conjunta varies cnzanas rl 1cido del a ido <: I .
•
En 1c'wooll88C!lc'l da.s concrud.cll-
clones de los enzimas1, 2y 3 tavorecen Sll(lsoci.aci
En e' I xtracto do ceJulas:IIot:as, Lf i d ilu co on PO I' 0 1
ta m pO n l'e d .u ee la sCO l ~eotta lone de losDz im3 ! ! 1.2 y .• 1 0 q u
fa " ~!lll di ·oc in.c ion.
FIGURA16-19 L1 dillJci6n de UO. 1 Iucion q l J C nli) un ool , lej
proteico 110GOllalel1te por e j emp lo UIlO que coMe c 'lrc~cllzirnas-
favorel-e la di:>ociad6 d el comple jo· e n s us · e e m en lO S c on sf ru ye n e5.'
5/11/2018 Ciclo de Krebs - slidepdf.com
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trice eu Jor rua d agreg 1 0 1 > 'lIP mol CU18 es 0 'eli se han
nc ntra 0 asoci 0 . c n la membrana mi 'Ollwial intorna 0
s c ha d em os -ad o qu e d ifu n d 11en ta rnatnz m i \.o 0 dna] nvtc;
J uuarnent de 10que cabrta ~p .rar de In protcina individual
n olur;i61~. F . t:t1,e1l pruebas COvlIlC ,tl S de In cruUlll2a n
d e su s tra to s a tray .s oe comple , ! S l l' Iu l t e n ; f, JI n ~ j, c s n 0 as
rutas I CUlt llcas mu 'ho nz ima.c ; fjllR se CI-eJa q e eran "so
I~bl s" probahlernente Iuncionan en I n ceIliliI (;11 lonna d .
cornplejos al a ente organi2a s que 'ullulizun los intarma-
. \0:;;o t r o s p.jp.mplos d e c< !I1Ul izu : ion wando
veamos la hioslntl':;is lie aminodcldos y de Il cleotfdos en I
Qlpitulo 22,
RESUMEN 16.3 Reg ula cio n del cicio de l acido c it ri co
• w vel ci ad global del cido dcl acido dtlic st.J
corurolada por la v loeldad de COIIII J'llj( ,\ Of) piruvat
a ac 'til-C<>A.vnor el flujo a I.r'...('s de IS! .citrato
inlfllid res, fil l n cm s L J I 's tratos A - y ADP
son ( !s l ,inn lla rlo rps
• L a produecion de < leeLH· 'oA para 01 de l. tid" 'ido
dteko POT el cornpl jo d Jupinrvat.o deshidr I nasa
• i1 lhi lJiua ru.ost; ( lncam II p or los rnetab lites q ue
indican una S1IDcipncia de energia motabohca (KI,'P,
ac eul-C oa, N AO H y a cid os g ra s 5) s est i1 ujada
o r 1 l 'lab lito. q ue i m li Cl .U l li n snrrunistro reducido
lie n<-r.llia( A M P , An+ I C<JA).
16.4 EI cicio del gJiox i ta to
Los v rte rados no [ uedeu eonvertir 'los i!iclllo:; ~asos
acetate derivado de 110$;l. gl idos, U J couv 'r i6 del f ,fo-
nolpiruvato eli nitllVnw (p .• :12) y de piruvato en acetil-C A
{t'jg, }(;-2) es ta . 'er~unica que P.R p . s e r ciaunente in .vE'r,l-
hip. : C ; j una eel la no pued 'o l1v crtk ace ato ell fosfoc lprru-
vate, p t aoetato 11 1 u df' servrr d mate ialde '00 para la
via gluconeog nt 'a, quI' II vs de Iosfoenolpiruvato a glucosa
(v'a..<;oePit-15·15). SinSI:a .. pacidad, un a eelula o un o rga-
n~ to no son capac s e convertir combus 'ble 0metaboli s
que sun dey ados a ac.eUiLoCad do s gr as os y cierI-os am i noa -, . i(os) ell gblcidos.
('..omo It'rHOS vist.o ~n Itue~1.m discusr n r1 1; ~ n;<I(;cio I I>
anaplcl '6 'cM ( ,L ab la H 3 .2 ), c l fos.ro IOlplruvaL plied r ' l !1-
tetizado a partir d 0 illaccLa m ,d ianw la rCllcci(l]1 rpven;i-
bi cat~illzada j)( r 13 PEP <.a rOo. 'Qtlinasa:
Oxaiaootat.o 'G T P ~ Iosfoenolpiruvato 1, + GD
Dadu ill los (\iolll s de 'arb no f\ l a . i mul'(;uills de aretato
Que ent.ran en oj c..ido t f( !1 ac id cftri.o par < .: no ,Ito asos
m : ' s tttrtl~ ~1Icl xnlao," at.o, p dna p ar ec :c r C lu e es la v ia p o dr ia
g r l f tJUr (lxala "law a 1 :<lrtil'li acel.<lLoy asf ~Qn .rar fOSrWl1 1 -
16..1 El crete del gllo;cilato 623
n iruvato am t a g luco n eog ' u (: :; is , Sin emba rgo , U II xam n d
la er qUI 111 t r ia del ciclo del acido cirri 0 muestra que no
<Ycollversion'Twla d acclato a oxalacatat ; n los v rteora-
dos, POI' do.d s eurbonos que E'!lItr, n n I 'I ' I en forma fie
3<,: til- (}, '\, a J dos como C "B mu .hos orgallismos no
' ' ' f > 1 ' ' t . e b r a o t l l ' > , el 'idu del glioxilato sirve como m e C< I1U Sn p ara
e or rv er tn - a ce ta te e n g li lc klo .
E I C icio del g liox ilato p roduce com p u esto s de euatm
carb ono s a p~ lirtfr d e a ce ta te
n pl. ntas, f!jertos invertebrados y algunos micronrgunlsmos
(incluidos E, coL" y levaduras), 01acetate pued s rvir c l IT 0
coIllullslibI altum n e n r t . i Y'(')fIl Iu ntc d< ' fosfoencl-
piruvato para If ! s ntesis de glucidos. ~ll estos organismos, n-
zanas rl I ciclo del glil). 'law C<ttaliz,u ila conv r s lon I t ,. d
a tal(l e succ n t "ott' t r terrnedu '()!in cuatro aromas
de carbone dp.1 d 10 d I cldo cltrico:
2 Aoo tH. .co + AD I f- 2H20 __
SU c ina to 2 oA + NADH I B+
b'Il 1clclo el gtl xilato, pi at: UJ- oA se condansa eon I oxa-
l a .<Y . .WoJ)RNl fo rm 'itrato y e l c itrate es COIW, ido u isoci-
trato, exactam nte igual tJ . en cl ci.lo I 1. '1<;10hric , EI
s 1g uie n ~ naso, si n e[lIl)ar~ .n o cs la (I ·W 'A.tlar.ii '11 Ie.! Isocitrato
110 r IS!.i.c;oc.itrnto lesh'dl'ogelmS<1 sin o la r o t u ra d s i e i tn . ..to r
la isocit.rato nasa, torrnando sucdrmLo glioxiiaw. El gUn-
xllaio sc condensa enconc s con una scgllnda rnolecula de
ac tiJ- ;oA para dar malate en una rcacd6n eatalzada por In
malato sintasa. 1<.:1malate SC oxkla posteri rmente a olf'.l.lar.e-
L a.~ , e l .HI I puet! co n d : n sarsc co n otra I olecula d e acctil
GoA parA. f!ll lle7. r tra vuclt.a del ciclo (Pig, 16--20). Cad
vuolta del del del gh 'lat. '()OSlUTl~ nos moteculas e tl ' ,til-A y produ un moh~r.1I13de succinate, disponlble p'II'<I- (1 -
tI~S uiosiutet.icos. El succinate puede e nvorurse a tray s
rumarato Y Jualu to 11 xaiscetato, .1 {:m!l,plleri(> ser eonver-
io en [osfoenolp iruva tu por 1 1 1 PEP carboxiqui asa, 'i
hasta glucose por la g il l C O r I c genesJs. Los ver bra n no-
seen lo s !lv..intaS Rp n s , 1 > 1 ciclo o f ! 1 ~lio).iJato (isoci; to
tuc' sfllW-
si s Ilt't/lll g l ucoSoUa partir d e lfpid s.
E plan tas , I (!Jlzluu.ls d ) J .10 1 I 1 8 1 1 xila S(' f>nCUf'n-
trail s :1l1:!S adosen org:irmlos l In ido a . fnenll l rarl l . l d nomina-
r l o s ~l iox i . so1 l \a s(Fig. 16-21), Lo s 117..ifT' c omn n e s f\ l~ (:idos
d I a ' idQ cil i0 y d e l ~ li ox ilAt tienen do :> i soz i rnas , 11110 e l>p t .L .
dl1cu de milocondria.'1 y ( 'J otro dt' glioxis I < l . ' ! , Los ghox ' nt. 'no e. tall p .:s(;ntcs It d )8I'):\ tejid . de las pta tnf; I) lodo
mOil n (). &> d • arroUaJl 'n S ! H l i l l l l. . < ; Ii . n Iipidos durante Ia
g el'( Y \jn r u -: i6 n , fl .m e s d e I I e la s plantas em de sa r r uHo atlqulCl'aJl
ill capacidad d Sillj,~,I.i./.i:U'lucosa r 1 fo!os il l l .e. ' l is . Ad mas
d' Ius n~illlas del CIUO del i).ilato, los gliu . '. HWS t:ontien 'n
1.4'1 C ) . < ; 1 0 0 emjmas uet:esar' os para la degroda i6n de I il ' ic J '
~rasos almal: ..I< . J los cn los a.c ir-s tie la,.,semillas (ve' e fig
17-1;~).BI Rr;pH· 1\ ['am' do a partir de la dp,gradad c 11-
p i d o s sc convip.rtp en s lle' iH<.IW fa cl cIcio del gllo; lat.o, • I
l>UI;I:.1JlaW 'S c .I J< > rL ad o " It mitm'ondria, el l d nd l s C 'n z .i n m s
5/11/2018 Ciclo de Krebs - slidepdf.com
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624 ~prMQ 16 EJcicio del acido citrico
I IOHa-C-S-CoA
Aoetil' oA
O-O-COO-I
R2-C 0-Qxalaeetato
iHO-CH
I~
000-
MalRw
i~Jo d~lglioxilato
'2- 0-
IH-COO-
JiO- H- 0-
IsoeitratoIC=OIC=OIH
Glioll: ilato
oI
~- -S-CoA
A tiH:uACHlI- 00-I _CH2-COO
Succinato
FJC\lRA 16·20 Ciclo d~ gJ1Qlli l<l((l. l< l dl ra to in(aS<li . la ;lC()l!litasa y
la Illillato d shldrogcnit'HI fie! i10 Iglimdillto ~on irozim.l d I~en z im n s del c i In liel .l i o n c il ri c ;o ; I" i5t:x:itr.l 'tn lia sa y '1 <1m al II S iA-
tas a s on Ii leas d I c ic lo del g lio 1 (ila t _ ~ qu em ran d o s li>f\I-
etl el i~c Y<II) alen cuabl(l .h om . de -.ubon ell
'1 i10 de l lixili1tofu el :idadopor
enl laboratcno de Hans Krebs,
elel clclo dell\cldo 10 t.rn.nsf'ormru r ma la Lo . U n J so z il :u a
stt.idrog nasa o~@ muJ'uo a oxala-
, tato, WI prec nor de In l!! iucoIlt 'ogent 's .is . Las 5eHillJ3S en
gC'rmjJl; t,don rmcd ' , PO T tanto, oonver t j r el carbm de I s If j-
dos alrnacenados en glur..osa.
Los c lc lo s d el a cld o c itr tc o y del gtloxl'ato tle.nen
una regu laelon coo rd inada
En las s cm i llas n g C - I D 1 i n a c i o n . las I . r ans fom 1 1 . Z U .iLi-
'a s d e Lo s Add(}s dlcarboxi l l eo s Y l.r ic m 'b o xi ll c o s s e producen
n t . ,om parum i n ~ in tra lu Jar S; l'IUl<X',OItdrias, gl ioxlso-
mac ; y ci roso), E ·s t .f ! 11n m ercamhio O t1 ti n ~IO l ie m r e rm 'rlia-
1;0..0;entre e~tos 1:0 partimientos ( F li t- 1 e '> - 2 2) .
~1 f 's q l1 l 'l rt .o C~J' h rm f \f lo c1 d o x al ar . . ta to dd c ic io ( 1 ('1acid
cftrico (en la mitocondria) , s transported u l !Sliox.isom,1 t>n
fUnl1n d \ panato. EI U'P<l l ' ato se '(jJlvi€'rt n o alar. tato,
qu se condense eon el aoetil·CoA pro d rue de la degtad.w
('j6 fie a Id s graeo . EI, itmto asf formado CIl eonver idnen
Ls o c itr ato p ur la O C O J I . l t & A A Y p..n t .oncl~sp, s ~ 4 < ; d n c t i d o en g ! i o x i l l d . Q
su iruiW por Ia tsoet ato liasa, E1s ccinato regresa aIa ml-
tocondna, dond vuelve a 11 rar J cl d IAddu eftrIco y
es transformado e mala '0, qlle entra en e] cl osol y es oxl-
cUulo (por Iamalate dsshldrog nasa citosolica) Iioxulacetato.
EI oxalac tato se 0 nvj rte vta gl n .oge sis 1 1he osasy saearosa, las cuules pueden ser transporrad !\ a Ins rake s y
t.ano en er cimi nto. En· stss C nversiones participan euatro
v{RSrutElr ow : la d g rad ac i6n d e a ' j dos grasos a 3.<' 'et i l-CoA
(en los glioxisornas), > l ci:1 < ,j J glioxilato (en los Wioxiso-
mas), I ciclodel rd o dt,rI (el I.s muo ndrms) laglu
neogen sis (en el citosol).
EI heche de compllrtir intt:trmediarios comunes requiere
I l le e s ta s vias sten f guladas eoo r d lna damen te , El iso ' ittato
P.S un intcnneillario rucial,e elpnnto rl ramifle ion entrlos clelos del glio.Jil la y d I a :ido citrico (Fig, 1.23). La Iao-
citrat.o d sl1ir.lrogen...sa en U r u ra r eg u la 1 ciliilllte r nod t -
f ic ac ID n c o va l te: u n a Pl 'Otema qllina$<l'p dJ.'ica Ia 1 0 [orlla,
co n 10 lJu , ee in actrva la dcshidrogenasa. E:;1.a utadivaci n
dcsvfu el Is o c itrato IW :lA p.1d(~n t ' lp.1glioldJato. d ndc u . 1 i " eu
ruta sl.utClica hac'a glUC()sa. Una fosfoproteJnil fosfatasa ell-
mina cllmlPo (o$rodl la. looClk~~ tleshitlro enasa, rcacu-
vando ru enzima y er dando m s i t ; . ct raro tTA.Ve,S dP . J ciclo
del Acidoclt.ricogenerador de e ergia. La protefna qumasa re-
~ nJ.a do ru y la (0 .f op ro re ln a o sf at.a sa s on a ctiv itia '5 c uz itn all-
cas diferentes n u a unica cadena nol ipept ld iCfl -
Algunas acterias, lnciuida E. coli, posecn toda Ia dota-
ci6 ric f'l1:tinrtsl 10' .j 'los lel g li:)xHato y del ~ ida it,rieo
en su citosol y pueden, por tanto, erecer COil a ,e ato .omo
LW n Iu n te d 'cat!> n Q.Y n crgia_ 1 . . < ' 1 rosfopt'ot ina fnsf as a
que activa la i soei t rato des t l idmgena. .<:a , e s t . a . p-st im ll i tuta po rillt .1111 c li a ri o .> d e l ciclo del acido cit-rico y d e la gluc6l i s i s , y
p r u rd re , t{Clt' ! . . . de un r d eido aportc encrgetico eclular
(Fig. 16-23) Los mismos m f'I,f1ho.li l.<lS inJr i . lw7. I Ia a { ! L i v i c l a d
prut fi l ii t l lUJ.I<lSa I polip pttdo bifufldonal. D este modo, la
a tm l llJa 'i T Ide intermediaries d l.'i1vtas < : . e n t t a l e d gene ra -
dun d e eu erg ta . ue indican u n a rlYl io n f>l1ergfltir.a- dan
FmUJIA 16<11 MIC: lOgJaU t!l@Lu6tli ;J de u na s em i ll a de pepino ,I'll
gi l lmin 16n,moslnnoo un ~Ii >< i som. , mil ondrios y 1 , 0 5 I) rpos Ii-
pid it:o s q ue lo s n d a n ,
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Ciclu del
glioJQlato Citrato
Glioxilato IsoeltratoAoet i l .CoA It
Succinate
I ' I . lJl )f!I!Jl , 4 1 1 ' 1
Ox a ja c t aw
t
Ciclo
del acidocltrico 0.31 e tuto
lio soma
it~ 01
Citrat
Saearosa
t
Malate
Mrt~Qndria
FIGURA 16-22 Rcla ion entr to dcios d e l gH ox i la to y del acido d ·
r ri co . la b r t! .I L t o n e s (l I d 10 d el ~ lio i la to te n lo s gr 0 is om as ) li
ru m lu gar s im u ltan am t 'o n 1 1 1 $dell;i 1 0 cl~l.i ido , . l l r lw (en I
mi ocoodrta) engransndcs 'on eJli )~cuando los pro du ct s inl~rfl)~·
dies pas. l l a traves (kl 'itQSol en arnbo~ c ompo im icn lO: . . L4ILOr i
version d el su cc i a to CI) (J al 'e aro es -il aliUlcl" po r 'Ilzim<l~ tlt!1
Ido t.ld <icido dtlfico. La ox tdacton d • I " 'Ielns wa50~ i1 .l( til-Co
se dC!'S ibe n el C pitulo 17; la sf tests re h 'x t)S a a p~ ir d o .. 1 " 0
c~tato 51! descr t lx - ell cI C ap ilU 1 0 2 O .
'o I ll (l f [$ tl ll a cto I f! a ct iv ac lo u d e I I I i s o c :i t. ra tn d e s h i d r o g en a s a ,
CUlm 0 disminuy 1. c o n e ' l l t ruci<il1 d 5 os r guladores, 10
que lndl 1111 UlIIJ .Hl i l l 'i~Jlle a rravos d 1del d I aci<Jo dlIico
geuerudor de enPrgf(l, ta isoci (1 .110 lli;ltidrogE'Il3..~es 1 actl-
vn 1 ,1 l )O r 1 " p ro tem ;) . qumnsa,
6.4 EI e etc d I glloXllato625
Los nus os tntarmedtarios d . gl C6l!i5is y del ciclo del
1 cid o cud co que actlvan I I so itra l d es tu drcgen asa so n inhi-
idores a J stencos d fa is citrate liasa. Cuando el metaho-
lis m o pr oo uceo r d e el l r gi a e s 10 s un cien ter een te m p ld o co m o
para m a n te ne r la s coneentra 'io nes d lo s tn te rm ed ian oe d e la
glnc61isis y riel ciclo del ~i 0 citril"O a lU1rove! hajo,la isooi-
trato deshidr g nasa se iacttva, desaparece la illhiblcl6n d 13
lso c itrato I i '. l is ccl ~ 0 Guy h acia e! . 0 d e l g l io x i la t. o ,para ser utilizadc el l la biosfntesis de glucidos, anunoacidos y
o tr os eo m p o an tes c ek na re s,
inbermediari06de) eielo delidaci(~iro
y gtucdlisis,
AMP. P
inter edjario
del cielo del
eldc e f
y g lU (: 6 lh i s ,A1\ fP,ADP
~1\, . . \0\
\
, ~
If
Buec iaa to,glioxilato a- etogiut.arato
Cicio del
gli,oxilaw
CicIod,e14eidoclirico
/
xalacctato
ICIIlQJll e ~ 1[ Glucosa I
NADI r .FADfT2
ATP
AGURA 16-23 ReglJLadon oo r d i n a d a d e 10$
d el aci do ci tr iw . L il rp Su lac i6 rl d e Ia • cti"idad d e 1 .1is oc i ,u o d es hl-
dn::tge[);]\.l erTTI in ,~lil distri ion tiel lsocltrato enu I u s ( .k ll b de
gli() [Into ~(del oicido ,rtli Q Cuando S€ 1M !l\'J. ~ I t m t im . 1 p or f os lo -
rila'ibn (pm un;] prot in a q um a sa c sp oc i(jQ I. el isociuato 5 dj(lb'i! ,3
ICtlt.1I01llOS b i~ ln I l d V 1 In d (;!1S I iC )) (i 1 il lQ . - ando (!I en z irna se
aclilJiI por dcsfosf 111.1in {pur una ~ slala .~iI1c",. I Isocurato
ntra f'fl('Icicln dcl acido dlfi 0) se pro d ATP.
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626 Capitulo 16 lEIclclo del seldo eitrloo
RESUMEN 16 .4 E l c ic to de l gHax ilato
• EI 'clo d I I runto es activo en las senilllas .1 1
germin,Li n de algull<lSplantas r e C 'i l s
microorganism s que l)tl d 'I1'1>iviron acetate como
(mi aIuent d carbona En las plantaa esta viallen~I uga r 100g l j x i s o rna s de Ius SCI' . Estml
intplicndos div ..sos e zlmas dd ddo del cido dtnco
y dos enzlrnas adjr.ional s: la isocitrato Uasay la
mala aiutasa,
'. lJiuo .1 q c Itid del g1ioxilaw evita las dos tapas
c t scarbo: ilativas d I cido del acido cnncc.es {JOsil)l
Pa la b ra s c la ve
In formaci! II to de 'ue" iato, OX-(! cc :1Lo otros
iter l(·u;os ridcicio a partir fie acetfl ·oA. El
oxalscetaio asi formaci pucde sar:, 'para InAfntesls
d glueosa v ra glucon 0 'n(l:.';is.
• La dis nbucion dp. is ,.[ rat E" I.re el l eielo
I a 'ido . trim y I ci ' 0dol ~liol{ilato est.:i
conrrolada a oivf!l d 1<1seeitrato deshitl rog lIliS' ,
r~le cnzima R S t a sUj -t o regulaei par fl)Fil'orilncion
rc\·cn;ible,
• Los vert .l'Jnu.los earecen d.J 'i 'I ( > J gllo ill lto y no
pneden sintetwlr glucosa a partir de acetat Io de'
acidos graso .. qtl [omta • e1.il·CoA,
Los terminos. en Mgrita. estan d,tifinldo
r splra.eion GOI
. respiracio celular 01
ielo del 3cido citd @ 601
ciclo de 10 acidos trica.tbodli· )08
( A) 'O J
ct 0 de Krebs 60t
compl d o de lapirll ,.H
dcshldf ~ena.<;a 1'3)H) J 2
d' scarbmdJaci6n oxidattva 02
tioester 603
n I glosarto.
UPO&to GQ.:J
canalization de ustrato
eeuteo {erf'Q·s1l1fn.rado
complejo de la a-('.eto lu ara
deshidrogenasa 010
nu le6sido difo fa 0uinasa. 612
intas 613
Intetasas 1: 1
ljgasas '13
Iiasas GI 3
qumasas (H :J
fo forflasas 613
fo fatasas ); 3
molecula proquirol 61
ruta anfib6Ji 016
l" a cion a.naplerotica (1)
biotina 6IS
avirU I , 62.0
m tabolo11 '22
ida del gliox:U.ato 62:3
B.;b l iogra f ia
0 9
General
biogrnfia cicn 1fi(;11 Y pi>rS01l31 th t Kre r r UTI nunen
f1 i rktdu.r I! I c cia, co n lJ1lO1desc.ripc:Um exl1awtiV"d d('1
t r a 1 J a . i v qlle d v('1 1 s clc.:l~ tc It! urea y dd • J d ln< :o .
f{a), J.& WcitzlJIttn, P.D.J. (eds.) (19R7) Knws' Cllru; Add
. G cl ..; fltlif Cl (.'r.n11trJJ iJ'ltd till 'l'IJI'Ill:flg, D i oc he .m ( 'w S 4 J( ,je iy
S Y f !\ J, IO S iU r rllS 4 , T n e H io 'h ' r ue al : -l oc i ty, Lo r U(JIl .
Ln Nh • ario s au to res so bre 1 "1ctcto lei a' d ci r im . que
in ~ ll IY ~~ 1 i !' LJ ' <1 1 1 tl cu la r, m eeaa tsm l;II n'~IlJ!!.C16n.
varia _ en I'l ddo I Ilcrtl\1~'U\isll1oS d niehos ~IQ '00II
InlJSLI IC ~y evo lu ci - d ~ Ii i via, 1' :sp( 'cialm l!l lW per1 I l! ues SOli lo s
c a pf t1 l1 o .s d e H , 'st, ( . vo Iu t i onay RUIJt : ; o r th e (:imc /\dll ycil!
in Prokary . ,), W . ll f- J rns (Control of ux through t "lric
i Cycle \d Iltl' Cl!.YoxyJate f l Y J iss in b·,<r.;u"rMtiu wli)
y R . N . PerhMll al, (~ K l I t . c ) i\~ldDehyt.lroSf'nosC' ' IIIll1e:-PlI)
Complelo de la piruvato cieshWlrogenasa
llaqi '. R,A., 130wk Klnhe)" M.M., t tWW3. B. & 'Wn, P. (2 02
Regukltion of tI '"clivi~y of 11,, , yruv~ e d· lYUrogt ' l l !le' comp l ex ,
Ad '. EII_ '/Il'It' l«. 'YuL. 4~. 249-2fJ, .
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afl.:hi.t~durc and nil' -Ill ! 'sm fan iro."'lhF '(lmJ pynlval.cdell.ydr1Jgl'l~ l !Qmple ;<; : amulLilun(~t IIal.ilj'lie m arh i l f!. EMUI )
J, 21 ., !')587 -¢5 ,
UP113 • US,tl".lclVll tit'l po do r tie la m eto d logill d .. rl'f'(lnstruccit.lu
de ill~~11 5e n mi ' I ' IJrl iWpia erJo 'I,'C~rOl\jca uiilizad. 3Qui parI<
s atr ollar u n m o delo p];aUliihll' 0( ' 1 0 es tru ctu ra ( J <l I llVlej o ( I I '
II I P'I'u\'a1.o d es lu m g ellas a.. 'o m p6 rc:;' ~t. I : n Klelor-on't: l.!t-l
arncu 10 d e Z hQ U t II I
P rlaaJll, R. • (2000). wl~II1)( (tHUSand swingIng d O I l l r u r u r i
Inu l l i func ti011 l11 CJ '; (" ,Vt l l~5:'~'ltaIytic n adtlJlllS r r mlJl~kH.ep react ions,
Aunu. so« fJ,nr-Ilfllrl. 69, t lGl 101).1,
Rcvlsitin ( ItId d los razes bas 'UI<tlltE'll que oon t i cm!U
li o, hi i l 1 i . l . V lJiI.nlotcJlJlL en I;t c~ci.6n d ' sm i l l 11Los 11
traves dl' com plejo: ; f Ilull, jf' ll 7. im;i tic ,
ZJaOIJ, Z,H. (c()artb, n.a, O'Conner, . I.., R' d, J~.J,&
Stoops, J.K. (20 )1) 1 ' 1 1 1 ' rernarknhl structural I rUI1('tilinai
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m od 10 d el o om p if .;O ( ll 1; , liru ,,' o ci!'Rhidf(]~t't'~. Cul1t~,
ell c m O lM o e I ll·1 d c l a l1 i< ..Ln u d .Miln ai,
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surMnall 'dE. ' lU' t tr 1l1Ul: :m YNlr~ r m d is co v ry to ldl'11Ll!tcal ou ,
F EE S J A"U . tOO , 1 8 1H ·
Una d •cri :j')l1llc ki l'Strut:wm -' d !lpal ·1de lo s c ntros
I er r o -s u lf u ra d ce e n C$ c JI~iflf<l.
Prob lemas
Capfl lJro 16 Probl m as 627
~t~igaIU1,G. & .Remington, '.J. (l I) Cilralp !'}'llt .ha.w:
MIC: lff'. co ntro l, u ru l rn eeh nn sm . Inltl~Re» . lJiop!lj/s. BIQpli.ll."
Cn em : 16,97-117.
WQlod'ko W:T., Frailer, M.E., Jam.e·, -to .G. &Brid;lj W.
(W~) T Il ' c J'y '> 1.8 1!!hll~I~I~ of succ iny l . oA sy nt uetase from
Bsc! mwJ'li.n cot] 312.["'A re sotu t lon. J Biol. / 1 ' > 1 1 1 269,
l,as: II ~O ,
R eg ula cio n d el cicio d el a ci d o c ftr ic oHansfo~.lUT, (J9S41) I: ntrol of uto ndnitl sllhstl(l~
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Kap l an , N. ,(1. 5) The ' 1 '1 Ie v r Vyr idul f ' nu c l o~id!ffiil l rE'glllntin~
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peinr, ffi lc ~'l.If 'IJIIV '~11 tAJbi 1l'Ia<;S IRml E'}(Cf'{ ' •on r a~ L a Ii.
CW T . Thp. c I L H i ., !J t ll . 28, 100.
o ~
-IiI I I r e c ! u Q : ' I I
CHa-C-H + H-fICHa-C'H H
lI3- -H ()
IL Ii
Aootaldahido EtalWl
f 0 l0 H
I"t!dUCdlin MncciOn I /H;I- H + H-H . C ,- 3- -H+0 2 )
<, o o d C l t IM H,j 0 , , ! < i d l l C w o I
H H' H
Ace ate H AcetaJd b i do
L "6 ala m ."e del ado d·l l ic ( 1 0 c i tr ic () Eflt .1('10en u n
S l 'IlZin.w : it r aI .O :i i llu a sa , n nitA.<;lI,· s o ci tr at o d e sh i d ro g .Jl..~ n ,
O' ·ceLog i l l t a rn t . o de s 1uU rogc lm s a , sll(!(~nll-COi\ 'illle(' sa. succi -nato I h id ro ge na sa , I um a ra sa Y m a la te rI s n i d r 'lllil;;a.
(Ill) EH(~ r 1b . u n a ,ttad6n i .g uR lltd a a m In rea 'c io n que
c'iLaliza arb mr. ima.
(b) N om b re eil.t> fuctor es) l'flqll@ric (s) _ tJW "aca tia r ea r.:i .
(c) Para ca la errzirua d e t c rmm« ell I de los siguicntes
rl" '~( ' fi~e cl Li de la r a C'(:i U Il que caiallza: eondensacien
(form {,['n d nlaces (>nrbono-caruu!lo), deshidra ail
(p 'nUcla dE' ag l < 1); ltitlrawci (a kl II de agua ; doear o. i-
t ac km ( l1er dida de U 2); uxidadon-rsduc iOIl ; fo~foril . ' l [!I( n :1
niwl (i f> suslrut.o; isomcrtzacion,
(d) Escrlba uru ecna .ion n ta ig al a a pam el cataho-
lismo ri P aCl:ltil-Gv1\ aj :.!.
2. Id
ntific.t6Jld reaeeiones de o:ridacion y de re-
du 'ciun U na "k" gia bloqulruic d mu 'lOS Ol'gani~mos
\ r jvos con is te e ll la o x id a ci on S f'r .I l n .ial d 'co m p es tes rga-I U .1 : C _ y H Z y n l' r.on~f'.t'VAr.i61l de la mayor parte de
1 (1('nC,I-gi<1 as i vrol lu"ida II f o r m a til' ATP. E s i m p or ta nte llpl'
capsz dt' reconocer procesos de oxida in -r du :ci6n m 1
Illf>LabolisrIlO. Lar idu 'i6n fIe una molecul organica SI:! ob-
in a arur de la Illdt'og 'mlcioil de Jl 1>1enlace ( 1 ! : r . . 1,
abaio) 0 ell' , n I' La.t' St'll 'iHo aeol panada por una r l!1>LUI<1
f1101t 'cuiar e E l ' . 2 . 1 l1Ve-I·Sm en t , la oxklac! n I i .n p lugar
c .mo xmsec ncia C una elf'shirug li"u.iOH,Balas rc ccio-
1 1 , I · d i x b l oqu im iu l $ , Ie s co mznna s NA t ) y 1' ' i \D de sh i d ro -
geuan h iu P . n;Ul mo l d .u)R.'> o rgan t ca s ell presencia d e lo s
enz i r u a s co r r e spond i en t c s .
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628 Capitulo16 Ei cic[o d:el a.C'ido ci t t ico
Para eada una de lastransformacionss rnetabolicas que va
desde (a) hasta (h), det rmlne si S6 ha. producido una oxida-
cl6n 0 bi -n una r ducci6n. Jguruada transfonna i6r ins f-
ta do H-H y, donde SP.<l n scssario, H20.
(a) CtI:J-O
Metanol
'? !----+ H-C-Ji
Fonnaldehido
0~
HIb) H-C~ ----+ H-G
" 0 -F01 ' 1I 1 ! ll d h J dQ Fon:ni~w
() - -Di6x:ido d ca:rbono Fermiato
OH 0I ~
c -cI "H H
Gliceraldehido
Glicerol Dihidr xi.acetonlt
Ii 0
t n 06-li--+0 #' +H'- J " -
o 0-~ / C
(g) /c-GHZ-CH.;l-C ----+ -0 r/-0 O-V
~Pumaratouccinato
o 0- l I I(h) ca , "0-0- -- CH:J-C",o_
IIo
3. R IB.ciOnentre en tgi& llberada y eseado de oJdda-
dOll 4 I arbQDO UM c~lula ucarietlca puede utllizar
glueosa (G6HI206) Y~cido hexanoleo (Ct!H1<.<h) c m csrbu-
mates para la respiration celular. Basandose n sus formulas
cstl"lIctnralf!S, l.qll~ sustrato l i hera:ra mas e.n~rgrad esp es . c t e
u na C <:I tn btlS ti on c om p l -~ '2 Y Ha "
4. Coenz..iu.1AS de niooti.namida 0111.0 transportado1'
redox reversdbles Loscoenzimasde nioounarruda (vcase
F ' i _ 1;3 -15)pueden exp rim n a r r ea r-d o n as de oxin c·on-re-
duccl6n reversibles con s tratos especlticos en presencia de
l a de -s tud r g nasa ap rop lad _ Btl es as r a Io n s, N ADHH+ 3ClUa c . o m o Iu 1)00d hidrogeno, como s _d scribe 1m (ill
Problema 2. Siempre que ,eleoenzlrna es oxidadc, un sustrato
d be • r aimultanerunent reduetdoi
Sustrato NADH + H'" ~ prodneto + NAD+-O xilro d o R .'> 1 u eadQ &duddo O: d d a d o
Par da una de las Melon s desdc (a) hasta (f), deter-
mine si~Isnstrato ha side oxidado 0 reducido 0 sino 1 1 1 1 ha-
ido c amb i II Sll ~stado de ,oxidaci6n (veas Pro lema 2). ';
. a . ocu rrtc u n ea Ib io ro d ,i 'li lli ' '1 <1e t(;(:[' ·01" 1~ 1t!tI 1-
t1dad neeesaria tIt! NAn+, AnH, H+ Y H20. E .! objel.i 0 es
roconocer cuando n ccenzima redox es TIe esario e 1una
reacei n m 1 " b6l.!ca.
Etanol
l ,S·BisfOl! fogli erato G l ic em l de n id o3·fosfato
Pirovat.o A oe t.a ld eh d o
o o-II /(< I ) CI:l:!-C-C
o
17
0
"0-
Acetatoiruvato
00- -OOG
OR,H2-C-COO-
IH
MahJ;to
o
CH;!!~~-CHJ + CO2-
n. ERttroul&et6n d eonsumo d Q'Xlg Il()por oW&.e ta-
.()YmaJato A priIH:iVios de b. decauCi tl 1930, A1~rt. SZ'ltL
Gyorgyi expuso ItJil l eresante observacion de que il l adi 'iond peq uefius .. ru .i.d ati s d (~1 (O \laeta to ia la tc a SU$f)ell i-II 'S ~ ruusculo de 1J K ; h u de paloma srnenuzado s t imu l aba
cl co nsu m e d e o xIgen o d e la p re pa ra ci 6n . S o rp re n e nte m e n-te , t e l ca nL id ad d XlltltlO 'on:; ;umitJa e a unas s l vee ' In a-
yor que la can .dad necesaria para laoxidacion cornpleta (a
GO:!.y H!!O) del oxalacetato 0malate afiudidQ. ,,Pur qu~ esti-
m ulab a LR. d id n d o xala 'e ta 0 malal .o el t:()I1im 1( d e o x,·
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g o? l. P r qu rei la r:ant. inad de oldgeno conaurnida mocha
mayor que 1::1can .da d eeesan par, uxidar completam ol e
el oxalaoetato 0 el malate afiadido?
6. POl"maclon d oxaJa.eetato en Iamltoeondrta En la
U I illla .r trdCd6n del clclo d el A Cld Q crtr i .o , el malate Sf. deshi-
drogena para regencrar 1oxalacetato iecesartu para la en-
trada d j' 'etil- oA en p J iclo:
L-l\.fu la to NAD + ~ o xalacetato NADH + H- I<
so: =30 ,0 'k Jh :no l
(a.) Ca1cule Ja constarno de equilibrio para a reactiona zs "C ,
(b) D b id a qu e t J . O ' " s t V ne u p. r es tan d ar d e- 1 , laconstante de equilibriQ ca tuhtda (a) co r rc sponde it
K ' =( ox al c eta lA > J[NADHl
0(1 {L-Malato] [NAn ']
La coneentraeien de T,-mafato medida en lamitocondria dehi-
gado de rota s de unos 0,20 In, cuando r AD+j/l AOHI es
10 alcule Iaconcentraclon de oxalac taw (lpH 7 en es ast ooond r i a s ,
(c) Para apreciar Ia m.agnilUd de III ooncerura 16n doxalacsta 0 mi ocond r i a l , calcule el mirnero de mol culas
: existentes en una (mica mitocon ria de higado de ea a. Su-
I POllga QU I m to co nd ria s u n a es fera , co n u n d iA m etro d e, unos 2,0 jLm.
· 7. Energia obtenida apartir del ciclod~llicldod1.'ri(io
·La reac j n atallz d a po r 1 SU 'iJti1- loA sint~ aJ produ ce
•e Jcompuesto de rue.'ada en rgfu UTP. lC6ruo 5e incorpera I
: n ergta I lere cQl100n i da en el GTp e I ceatcn ldo CE'Jl1Jar d e
ATP?
8. Estndiod@ 18 espil'aeldn en :m'oo<»nclria.aisladaLa rcspirad6n eel 1Mpuede ser estndiada el l rnitocondrta
isla a midicndo el nsumo de oxigeno en diferentes condi-clones. Si i'; • lade 0,01 Md mal ato 'or;tio a muocen-
driaa que respirau activamente Y Ql1@ 11:liz<Lpi ato como
'omb stib] , Ja r s imci6n pron 0 se de ie e y se acumula un
interm d'iario n:tetab6li ,
Ca) iCual es la estruetura ds este intennc<tiario.
(b) E pllque p r qu sc aeum ua,
(c) Explique por quC s de Iene ~I co s 1 1 ' 1 de xfgen .C d ) Apart (b~retirar el rnalcnato, l,como 00 podria $11 (}-
far esta l.nhibieWn d Ja res l raclon? F,xpJiqllel .
9. E tudios de marcaJe enmiteeendrta aistada Las
vias rnetabolicas d los c om p u c sto s orgaolcos hal t sldo Xi m ~
nudo trazadas saltdo sustratos 1MI' ados radlaetivam n! e y
~iglljp_nrlo e l d e st 'm o f i n a l d e lo s a t omo s ma r~a do s .
(a ) ,061 0pod a del r mm a r si ]a g lu (:o .... a a l't ao id a a u n a
suspensi6n de m iw oo nd ria.'5 . ·sJ.aclas s melaoollzarl ('...02a H20'.
(b) Sup{)nga que at <Ideun brev ])uL"" dp [3_1 '1 11ru-
V'<l~O (m ar(",..1,(loeli Ie . po s i c i on metilo a la s r ni to c~ :m d r ta s. D es -
pucs de 113 vl leHa el cicio del acido citric ,l,'1) I sera la.
posicion rift] He en 1oxalacc1.ato? Expllquel slgul nd el
1~(J a tm 'i P.s ~~ 19 .vfa. ( ',Ouu l .l ta s vuc1 ta s dc l c ido Sf'.ran J le~e" -
rias para liberar todQ I I-HClpi wallH'Jl forma Of> 'I.Y
O. tabo.lismode (l~UCtglucosa UncultiVtl ~dQri<int)
qu '1 'Sjiirn l1(;tlVa: 1 nil se in 'ubabrcv~ n t (l ! ( " .. on fl- J ~ Iglu-
CapftuJijHi Problemas 629
cosa Y lie ajslan los ml.«rmediarios gluco!f~. O S y del cicto
del acido citJ'ico. it 6nd~ se halla el 14 en cads lIDO de los
i ru en n d iar io s lis t.ad o6 a o n 1 lila ion?· nsiderf> s610 Ia
lncorporacicn inicinl de 14 ,e el p rhner p as o d e la g lueo s a
rna 'ada a trav s d las vi .
(a) l'' 'ructOStJ 1,6-l I is fosfau>
(b) G l ic er aJ d eh l d o 3 .f o sf aL o
(c) F sro olpln,l" at
() ceti l-CoA(e) itrato
( C ) a -C wglt)lar'dlO
(g) Oxala tate
1. Pap) d I vita)utna amb.a. La s perso-
. nas qu padcoon bcri ri, una enf rmedad eausada
por la deficiellda de tiamina, presen a elevados niveles d
pi ruva to y Q'- L o gi llta ra w c s an g re , spccialmente c ie s -pu de consut lit UILa comida rica en glucosa . lC6m s
relacionan estes efectos con la deficiencia de tiamina?
12. illtes·5 (II o x alae taw POl" 1ci 10 del addo ct-ri 0 E10xalace 0 SIJComlti n I m u m o paso d I le I
del acido citrico pur la oxidacion de u-rualato d pe dientede NAD . P I de l n dugan lIasfnl sis n ta de oxalacc-
ta a partir de aceLil-Cot\ uulizandn unicamente jO! ; enzi-
mas y orac or s del cicIo del acido cnneo an Illninar ies
intermediaries del ciclo? Explfquelo. 4C6mo se recup ra el
oxal cetato perdi 0 Il el i' (dirigi 0 hacia rcaeeion sbiosinooticas)?
13. o.do de aod6n del rodellticida fluoeoacetato
El Iluoroao tato, pr parade com reialm nte para p.lCOI1-
tro l d e ro ed ores , es tamJb ien p ro d uc kto p or un a plan ta su ~a:fricaJ espues de eatrar en ]a oSula, el fluoroac 00 se
convi rte n u r a' 1 1 - oA n una reacci n ~f\t.aIiZad8taw .oquinasa:
J i' - HzCO - + oA·Slh· ATP ___,.
f'- CH l!C - .evA +AMP + PP jII
El efec 0Oxico del Ilnoroacetato se cstudi' en un experi-
[ n Q u ti liz an d o o ra z6 n a is lf ld .o O il r ata m t ae to Despue sd~ l' periusIOu del oraz6n con 0,22 m M d nI,H)!" a tat ,
dis tinuyeron la tasa de captacion de ghicosa rnedida y 1 ,1
gh oUs.. I t i empo que se Ii' urnulaban la glucosa - ' fos fa to
y 10 fructose 6-fosfato. Un examsn de los int,I' II~Ji(lri~
t 'j,c:l d . J aduo d1.ric o revelo que S1 I 8 conc en t r a c i one sse hallsbsr f)or dcbajo d . 1 nom: 1, excet to fa el cl-
t r a so , 0011u n a 'o n' xu ra i 6:n 1 0 v ec es s u p I or a Ja (lor(l1at(a) (,Dunde tuvo lugar cl bloqueo del dd del 'id
l rJ i<X f! ~Ql l • prodlQo l;t cllmnlar.i(m de l r . itrntn y la. l i smi·nuciOH lie los Oil'Os itlt flttcdiari 5 del ciclo'?
(h) El tllloroar.etil-CoA es t ansfonnado <!nzUnal iea. -
Iucnle en 01 c1 10 d 16cldo ;flneo. (, U i~1 • laesLrucLura
del producLofinaJ del metabolisrno r l R I fluor a Qt. 'wl: ' lPor
qu{; II qu a I dell; cl adrlo dtrir. ? l ~ose podrfa SIl-
p lj n tr c s 1 .i ;J n h i b ic io n '?
( < < : ) Eulus eA-perimcnLos de perfusion del carazon,
( .pQr (ttl oi'n Ul\]}" ron la cap taci {\ o r. ~tllCOsa y In g u c6 U -sis'! (.Por Ille •. (I :11111 huoll h~x ' ; . 1 : - ; III uvIUsI<.Iio?
(d) ;.Par que es I tal (> j nV . 1t · .t la l' ll i( o !l lb c 11 . fl u
a' Lall)?
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630 C"ptlu 16 Elclem del acido citriico
14, Sintesis de L·malato en Iaprodnecioa de vino El
abl,lr ~ri d ~unQS vinos es cteb id a altas concentracio-
n s d t-malato. Es iriba una s .U 11 la d I" • 'io " n la
que se 1 1 1 estre de q e modo las c lulas tie levadura sint ·ti-~ . 1 1 L-mala 0 a partir e ~l\l<:osaen con iciones anaerobicas
t> nPI' rsen .in d e 0 02 tliSlIeUo (HeO;). T hl'lg ,aen c n a q ue ta
I1"nrd6!l~lobaJ para esta fenncnLaciOn no puede compor 'If el
co n sum e d e co t1Z m a s d e n leo in am i da () in te rm e dtar to s d elciclo del :icido citli ,0.
16. It guJa o n del ,complejo de la piruvato desbidroge-
n a n . En 'd s an n al S , 'I l l 1~1Sa.l c o n y rs i61) pin lva: 0
ell acetil CoA csta regulada por la razon d c plejo d . 1 (1Vi-
ruva deshi([rog nasa fosforilRrlaactiva a ta ro n La desfosfo-rilada lnac h,. ' D uen uno que 1 ocurr a I veloe dad d 1 . 0 1
50~--------------'_----'_----~--2 3 4 -
l l < ' 131(m
(b) F.sc iba la secucnc df' reacclones rn dlan(,ellls q
nign slntetiza addo citrico a par ir ctesa rosa, .I%crl 'I
tala ~Hacl611 pam la re' '6n ,I1,lohal.
(c) l,R, n cesario para ol pr .e50 (';0 . r 'Ia) q
two P.S Ii:tiff', 1 0 < ·'5deck ;;;e trata de tina {I'rm ntaci
tal pro ceso er blCtl,,E Vliqllclo,
1
18. Regula.ciC>I1 d Ia dtrato tntasa .1nIHf 'Sell 'ia d
cantidades saruran S u e oxalacetatc, lil activldad de I d..
trato slntasa de wjldo d c ~6n d cerd pres ta una de-
pe dcncia sigmoidea con r sp 0 aIa COIl l'ntmct6n d a e-
l.il-CoA. t . . a l <:0 0 SP. indica en la gnUlca. C ando se made
s u cc ln il ..G o A , la c u rv a xpel mPJ1~WI d 'I*,zarrlienLO a c : : i a
la derceha y sc accnnia In rlepend ,nda sigmoid '< L
1 0 0.-.
: ; , . i 80
II>'tl
60
~-e
40
~ 20. c
20 40 60 8Q 100 tOO
IAceti1·CoAJ (pM
Basaadose en estas observaciones, sugiera de q uo modo r
ula Isue 'jnil·CQAla , -thridad de 1 < 1 citra su tasa. (SllJ!p-
r n cia. veas Fig , 6..~,) (,.por qu es el succuu l- ' i\. un a tal
propiada p. ra 18.reguls ci6u del cielo d I 6.ddu citrico? ;,De
q e m o d o c on tr ola I regulaciou d ' Ia eitruto sintasa la tasa
d e r 'p ira 'iO n ' lu lar en I t ji 0 d co razon rl ccrrlo,
19. Regulacion de 1&piruvato carboxilasa Lacarbon.
lacJ, n d I plru vato pu r la p in .! tlW 'arb :X il4 iSu~j n IU~:lr
una velocidad muy haja a menos qllf' haya present < l 'clil-
, A, II md 1 Iador alostenco positive. Si acaba e ingerir
u na eo m id a r ica 1\ c ld o s g ra s o s (tria: U gH ro les ) P '1'0 bu ja
en ghkidos (gfucosa), l.c6mo denene es a ropiedad r~llIa-
d loa la oxidad6n rte glilC sa u CO~y Ih peru incrementa la
xldaclun I Iace il-r..oA rev jeot de to a 'u $ gras()s',
20. Rela.clonentire respiration y el clcle del Acjdo ci-tri ~o unqu Ix[g,cno IlQ ~l u i pa c li r@c t. .:u nE 'n l P f 'n 1 '1 d-
do d I acido i:ri ,cl cicl opera unlearn xuo euando h, O2Pl'psellte, 'P r qo 'f
21, T r.m o diina.m a ( Ie Ia ~6n de lacitrato 'intasa
en las e e 1 1 1 1 a s .El ci1.raLo se 10 0mn por condensacion d e aee-
r l- oA -o n oxalac ( .. ;' l l . . . laliz ad a 1 1 r I n c i tr a te r o n asa-
Oxalaeetnto + aootil Co A + H:.!O citrato +CM +HI
En mitocondria d c ra;t.6 de ttl a pIi 7,0~' ~5 "C, las con-
, entrscionea d r eaenv s y productos sou; ux; cetato, 1 , . , . , , 1 ,
,ti l-C o A , l P o M ; c itr ato , 2 20 p.,~;y A, 6 r .: :, ~, La var iac i6n
de cnergfa libre estandar para 1:1ea('"ci n d Ia cltraw ~.itl~
.'1; _' , , 2 k .J lr I. i .:W l s ladir<'(;ci6 ~I nlljt c! ~ mH)illolito
a '(l.v·s d e Ia I' ace ion 0 1 < 1 itrato s in tasa C it c lu las E O o r a -7 , 6 1 1 rt~ rata? E. p H e w 1 0
22. R a 1011" d '1 complejo de 1- PUtt ato de hidro-
geoasa Dosde 10:;v..llOS de la descarboxilackin oxidativa
([1"1nlruva () (pasos 4) y (~) ell la Fig, IU- ') no ilupli all a
ntnguno de los tres carbon s d I pinJ\, a p .. ue s r St:JL'
cialos para Inaccidn del compl [o de Ia piruvato d .shidl'Og -
nasa. g . p lr q lo ,