ciclo acido citrico

7/26/2019 CICLO ACIDO CITRICO

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CICLO DEL CIDO CTRICO


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El ciclo del cido ctrico es una vametablica fundamental cuyo material

de partida son unidades acetilo de doscarbonos derivadas de aminocidos,monosacridos y cidos grasos.

stos se oxidan con desecho CO 2 , conla reduccin de los cofactores NAD yubiquinona (Q).


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El ciclo del cido ctrico es una vametablica que convierte los tomos decarbono en CO2 y al hacerlo, conservaenerga metablica que en ltimainstancia impulsa la sntesis de ATP

Este ciclo representa la fase final de laoxidacin de combustibles metablicos,

incluidos carbohidratos, cidos grasos yaminocidos


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Las ocho reacciones del ciclo del cido

ctrico ocurren en el citosol de lasprocariotas y en las mitocondrias de laseucariotas.

A diferencia de las vas lineales como lagluclisis o la gluconeognesis, el ciclodel cido ctrico siempre vuelve al punto

de partida y en esencia se comportacomo un catalizador de mltiples pasos


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Es fcil visualizar el modo en que una vametablica lineal pudo surgir en lahistoria evolutiva por la adicin de pasossucesivos, pero comprender la evolucinde una va circular como el ciclo del cidoctrico representa un desafo mayor.

Es posible postular el modo en que pudo

haberse originado esta va.


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Un examen del ciclo del cido ctricotambin ilustra una caractersticaimportante de las vas metablicas engeneral, a saber, que una va es menos

parecida a un elemento de fontanera yms a una telaraa o red.

En otras palabras, la va no funciona

como un ducto, en el cual entransustancias por un extremo y salentransformadas por el otro.


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Ms bien, los intermediarios de la vapueden participar en muchas reacciones,dependiendo de las necesidades de laclula.

El ciclo del cido ctrico no tiene igual enel nmero de conexiones metablicasque establece: es una va central cuyos

intermediarios son tanto precursorescomo productos de una gran variedad demolculas biolgicas.


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Los tomos de carbono ingresan en elciclo del cido ctrico en forma de gruposacetilo derivados de aminocidos, cidosgrasos y carbohidratos.

Dado que ya se ha considerado elcatabolismo de carbohidratos, se usarpiruvato, el producto final de la gluclisis,

como el punto de partida del estudio delciclo del cido ctrico.


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REACCIN DEL PIRUVATODESHIDROGENASA

El producto final de la gluclisis es elcompuesto de tres carbonos piruvato.

En los organismos aerbicos, estoscarbonos se oxidan en ltima instancia a3 CO 2 (aunque los tomos de oxgeno no

provienen de oxgeno molecular sino deagua y fosfato).


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La primera molcula de CO 2 se liberacuando el piruvato se descarboxila a unaunidad acetilo.

La 2a y la 3a molculas de CO 2 sonproductos del ciclo del cido ctrico.


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Piruvato deshidrogenasa convierte

el Piruvato en Acetil CoA.


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Primer paso

Este cofactor es la formafosforilada de la tiamina, tambinconocida como vitamina B 1. Elanillo tiazolio central es la porcin

activa.Un protn cido (rojo) se disocia,y el carbanin resultante esestabilizado por el nitrgeno concarga positiva cercano. El TPP esun cofactor para varias

descarboxilasas distintas.


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En el primer paso, catalizado por E1(tambin llamado piruvato

deshidrogenasa), se descarboxila piruvato. Esta reaccin requiere del cofactor

pirofosfato de tiamina (TPP).

El TPP ataca el carbono carbonilo delpiruvato, y la salida de CO deja un grupo

hidroxietilo unido a TPP. Este carbanin es estabilizado por el grupo

anillo tiazolio (con carga positiva) del TPP:


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Piruvato deshidrogenasa

+ TPP (Cofactor)


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Paso 2

El grupo hidroxietilo se transfiereentonces a E2 del complejo de lapiruvato deshidrogenasa.

El aceptor hidroxietilo es un grupoprosttico lipoamida

La reaccin de transferencia regenera elcofactor TPP de E1 y oxida el grupohidroxietilo a un grupo acetilo:


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Hidroxietil-TPP


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Acetilo Lipoamida


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Paso 3

Lipoamida reducido

Acetilo Lipoamida


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E2 transfiere el grupo acetilo a coenzimaA, lo que produce acetil-CoA y deja ungrupo lipoamida reducido.


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Recurdese que la acetil-CoA es untioster, una forma de monedaenergtica

Parte de la energa libre generada por la

oxidacin del grupo hidroxietilo a ungrupo acetilo se conserva en laformacin de acetil-CoA.


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Paso 4

Lipoamida oxidadaLipoamida reducida


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Los dos pasos finales de la reaccinrestablecen el complejo de la piruvato

deshidrogenasa a su estado original.

E3 reoxida el grupo lipoamida de E2

transfiriendo electrones a un grupodisulfuro Cys-Cys en la enzima.


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Paso 5


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Finalmente, NAD + reoxida los grupossulfhidrilo reducidos de Cys.

Esta reaccin de transferencia deelectrones es facilitada por un grupo

prosttico FAD.


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Durante la reaccin de cinco pasos el largogrupo lipoamida de E2 acta como un

brazo oscilante que visita los sitios activosde E1, E2 y E3 dentro del complejomultienzimtico.

El brazo toma un grupo acetilo de unasubunidad E1 y lo transfiere a la coenzimaA en un sitio activo de E2.

Entonces el brazo oscila hacia un sitioactivo de E3, donde se reoxida.


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Algunos de los complejosmultienzimticos tambin contienenbrazos oscilantes, a menudo unidos a

dominios protenicos con bisagras paramaximizar su movilidad.


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Un complejo multienzimtico como el

complejo de la piruvato deshidrogenasapuede ejecutar una secuencia dereaccin de pasos mltiples de manera

eficiente porque el producto de unareaccin puede convertirse con rapidezen el sustrato de la reaccin siguiente sin

alejarse por difusin ni reaccionar conotra sustancia.


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Existen pruebas de que enzimas

individuales de la gluclisis y del ciclo delcido ctrico se asocian de manera laxaentre s, de modo que la estrechaproximidad de sus sitios activos puedeincrementar el flujo de intermediarios atravs de sus respectivas vas.


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El flujo por el complejo de la piruvato

deshidrogenasa es regulado mediante

inhibicin por producto: tanto NADHcomo acetil-CoA actan comoinhibidores.


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La actividad del complejo tambin esregulada mediante fosforilacin ydesfosforilacin controladas porhormonas, lo que se ajusta a su funcinde guardin de la entrada de uncombustible metablico en el ciclo delcido ctrico.

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