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; ;

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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BicaFbon 1 .0 ? _ ) Bwtinil.

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1

S'POc ·taI1tico

2

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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.'

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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

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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 ,

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MiJnt> ' . . ,J.L. .., S h i, D ., R o.s ur lU u ll, P.B., Sunsbln ,J. .

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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

orJj,llnf.tat.iI.Hl IK' ( '( II /. , ryOl t' VJn. IVl ltc ( jei lYI r Q . f . t n:u:; Nlnlpl es.

Proc. Neul, IkwL Sci liSA itS H.Sre 14,307.

OLrllllrti \110' npresionante n (- 1 till'" I' rl'(:fin~tti6L1 du

irn .~"npll c n mi . roscopm c It!l(' r(11iUl I JTO IXJ rc i 1 11 .in

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,

Enzimas del cicIo del acido citrico

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1!)!ill) A d etalled stru ·UJ.rald('M,rip on or Jo :s r1 ! ( ' ii t :l l iu , co l i

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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~

olU.dil n Cur»: nIp. R'(I I/Kly/(ll, 10 217 278,

r~ revi~i(m d~t I.'trlllriP III r J,tll]m;i:I}lI dill clclo li~] adult d1rlco,

Kap l an , N. ,(1. 5) The ' 1 '1 Ie v r Vyr idul f ' nu c l o~id!ffiil l rE'glllntin~

. U . · · ll l~ t. a b[ )l l< ;t lt ..CmT . 1 b p. G c tl . R t' f, lt tl 2 6, 3 "'1 ~ 1.

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Curr. Tu», Cel~ [~1l1rl~'1 -l l . 1 ' .

Cic 0 de l g t iox i la toE as tln olld , P ..] , & G r a h am , 1 .A . (200 ) /U > -ex ru n in ir tg th e r o o f

the glyo, , · la cycle Ifl oils ds. 1'1"I'llff_~ 1 ' 1 / 1 " 1 1 1 S c i 6,72-7'i.

Re,'1SI6nde i uvel inlerm . : lio sot re los cstudlos d I cidH !lei

illiG. iliIlo 4!l1 ,<lrubidopsis,

Holms,. w .a (1986) - rhe cen ral metabel ic IJ<ltJIW'~v~

1': .w·/U'l ' ir l1ia coli: reJa J IS!I i I~ 'lIV[! n I ux , ]1 1 1 ' o ll u u l til a b r an c h

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

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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 ,