Resumo de ciclo de krebs

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Bioquímica:
Oxidações biológicas (Ciclo de Krebs)
 Monofluoracetato (MF) ou 1080: é usado para controle de traças, roedores e é capaz de intoxicar.Liga-se
 Forma
 Flúoracetato se liga a uma coenzima A, junto com o Oxalacetato forma o citrato sintase que inicia o Ciclo de Krebs formando Fluorcitrato que compete pela enzima aconitase que por conta de sua presença causa o bloqueio do ciclo e isso leva a morte. 
 Suas consequências: São Impedir a formação de NADH e FADH2; não há transferência de elétrons para a cadeia respiratória; não há formação de ATP a partir de ADP; processos celulares bloqueados e Morte.
 Glicólise:quebra
Forma
 Sacarose: é dissacarídeo e forma a frutose e a glicose.
 Celulose: é polissacarídeo formado por células de glicose.
 Amido: é um polissacarídeo formado por molécula de glicose.sai
 O piruvato perde o CO2 para ser descarbonizado e se
unir a coenzima A, que entrará no ciclo de Krebs como acetil-COA. 
Ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa:
 
 Ácido graxo: é quem gera o COA. Ele obtém energia e gordura triglicerídeo.
 O CK libera NADH e FADH2 
 A fosforilação oxidativa fosforiliza um ADP até ATP que é fonte de energia.
 Lipase: é quebra o triglicerídeo libera ácido graxo.
 Aminoácido: faz proteose temos a quebra o aminoácido. Com a perda de cadeias carbônicas é gerado intermediários necessários para CK que serão responsáveis pela energia necessária no ciclo.
Origem do Acetil-CoA:
 (1º) Carboidrato: é a glicose circulante.
 (2º) Lipídio: é a reserva de ácido graxo.
 (3º) Proteína (AA): Será a proteólise gerada pelo piruvato ou alfa-cetoglutarato ou oxaloacetato ou até acetil-COA.
Acetil-COA + oxaloacetato + citrato = Carbono.
 Acetil- COA (2) + Oxaloacetato (4) resulta em citrato (6).
Oxidação dos aminoácidos:
 
 Transaminação: é a retirada de grupamentos amina para formação de intermediários.
 Grupamento amina: H2N
 Grupamento carboxila: COOH
 Alanina quando retirada o grupamento amina ele forma o piruvato.
 Glutamina quando se retira um grupamento amina ele gera um glutamato depois de retira o seu segundo grupamento amina ele forma a α- cetoglutarato.
 Asparagina quando retirado grupamento amina gera o Aspartato que quando retirado seu segundo grupamento amina forma o oxaloacetato.
Oxidação dos lipídios:
 Os triglicerídeos, glicerofosfolipideos e esfingolipídios são quebrados pela lipase sofrendo uma ação chamada hidrolise que resultara nos ácidos graxos que entrará no CK. 
Localização enzimática:
 A membrana interna e externa delimita-se com o citosol. A Cristas mitocondriais será o local onde ocorre a cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa. Na Matriz mitocondrial é o local do Ciclo de Krebs.
 Os músculos cardíacos e os espermatozoides como precisam de energia para suas funções tem suas mitocôndrias acumuladas.
Cronograma do ciclo de Krebs:
 1. Descarboxilação oxidativa do piruvato (perdendo CO2 e formando um acetil- COA que entra no ciclo de Krebs);
 2. Funções do ciclo de Krebs; 
 3. Características do ciclo de Krebs; 
 4. Vias de desgaste e reforço (que será o momento de recargar com intermediários ou retirar para sintetizar moléculas); 
 5. Vias anapleróticas; 
 6. Ciclo de Krebs; 
 7. Regulação do ciclo de Krebs.
Descarboxilação oxidativa do piruvato:
 É uma ponte entre a via glicolítica e o ciclo de Krebs. Onde ocorre a descarboxilação oxidativa do ácido pirúvico em Acetil- CoA com o liberamento que será oxidado no ciclo de Krebs para formar ATP, NADH e FADH2.
Citrato
Vai para Matriz mitocondrial
PERDE CO2
CITOSOL
Complexo da piruvato desidrogenase (PDH):
 É formado por: piruvato desidrogenase; diidrolipoil transacetilase e a diidrolipoil desidrogenase.
 Estas enzimas possuem as coenzimas: Tiamina pirofosfato (TPP); Flavina adenina dinucleotídeo (FAD); Coenzima A (CoA); Nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD); Lipoato. Todas derivadas de vitaminas hidrossolúveis.
Uma coenzima é quem transita com uma molécula.
 Acetato é recolhido pelo TPP que leva até o alipoato que quando chega é levado ate a coenzima COA que gera a acetil-COA o hidrogênio que fica na enzima é levado até o FAD que forma o FADH2 e por ele ñ poder ficar com o H ele entrega ate o NAD que forma o NAD+H que vai para cadeia de transportador de elétrons e gera energia.
Avitaminose de B1 (Tiamina):
 Ruminantes: Animal sadio (rúmen funcionando) = Quantidades adequadas de tiamina. 
 Animais confinados a dieta é rica em concentrado tendo como consequência a redução do pH ruminal e uma deficiência de tiamina. Causando Poliencefalomalácia (PEM) que será uma doença por conta da deficiência de tiamina que causará Apatia, opistótono, caminhar em círculo, cegueira, falta de coordenação motora, movimentos de pedalagem e morte.
Regulação do complexo PDH:
 Quando o ATP está alto (tem energia) teremos a ação da enzima Quinase que desfosforila tirando o fosfato do ATP e ligando a enzima 1 do complexo PDH fazendo a inativação do complexo.
 Quando o animal está com uma baixa de ATP teremos a ação da enzima Fosfatase que irá retira o grupamento fosfato do complexo PDH e liga a um ADP que formara um ATP. 
Funções do ciclo de Krebs:
 Oxidar o acetil-CoA em CO2 e água; 
 Fornecer elétrons para cadeia respiratória; 
 Gerar ATP de forma direta (1 ATP) e indireta (vários ATP); 
 Produzir intermediários que são compostos bioquímicos importantes.
Características do ciclo de Krebs:
 O ciclo inicia com oxaloacetato que se liga acetil-CoA formando o citrato e no final teremos um novo oxaloacetato.
 Ocorre em aerobiose; 
 É comum ao metabolismo dos carboidratos, lipídios (lipólise) e proteínas (apoteoses); 
 Via anfibólica participa do catabolismo e do anabolismo, o catabolismo será a degradação do acetil-CoA em dióxido de carbono e água e o anabolismo será a síntese de outros compostos intermediários.
Vias de desgaste do ciclo de Krebs:
Aminoácido
aminoácido
Aminoácido
 A Alanina (Piruvato), Aspartato e Asparagina (oxaloacetato), Glutamato da origem a Glutamina, Prolina, Arginina (α- cetoglutarato) que pode ser usado para síntese de uma proteína.
 O ácido graxo pode ser usado para síntese de lipídio.
Vias de reforço do ciclo de Krebs:
 Está ligado a degradação de aminoácidos.
Vias anapleróticas (de reposição): 
 Reposição de oxaloacetato quando aumenta a produção de acetil-CoA, um caso é em vacas antes do parto que estão gordas (balanço negativo) que ñ comem o que necessitam e daí não obtém energia e tem que fazer lipólise liberando ácido graxo e graças a via anapleróticas ele repõe o oxaloacetato que se liga a acetil-COA e segue o CK. 
 As vias anapleróticas são importantíssimas para repor oxaloacetato quando é utilizado para produzir glicose pela Neoglicogênese.
 1) Ele carboxila o fosfoenolpiruvato formando o oxaloacetato;
 2) fosfoenolpiruvato é carboxilato e forma o oxaloacetato;
 3) piruvato é carboxilato e forma o oxaloacetato.
 4) o piruvato é carboxilato formando o Malato que é o sucessor metabólico do oxaloacetato.
Ciclo de Krebs e seu balanço geral:
 O acetil-COA + oxalacetato forma o Citrato, que sofre uma reação de isomerização que não muda o tanto de carbono, mas muda a configuração das ligações formando o isocitrato, depois sofre a descarboxilação perdendo um CO2 formando um NADH com a perda de um carbono forma-se a α- cetoglutarato, que em seguida descardoxila novamente e perde CO2 e forma NADH com isso gera-se um succinil-COA, depois se perde a coenzima A forma-se um ATP e dai se forma uma molécula de 4 carbono (succinato), é mantido a quantidade de carbono pela 2 seguintes etapas, formando assim um FADH2 e um fumarato e depois o malato que gera + um NADH2 E após se inicia o ciclo com o oxalacetato.
 Por conta de 1 molécula de glicose necessitar de um saldo de 2 Acetil-COA + 2 piruvatos e o Acetil-COA estar no ciclo é necessário refazer para poder termos uma molécula de glicose que no final teremos um resultado:
6 NADH+ 2 FADH2 + 2 GTP (ATP) com Acetil-COA
Um ciclo normal terá 3 NADH+ 1 FADH2 + 1 GTP (ATP)Entrada e saída de metabólitos:
 NAD e o FAD recebe hidrogênio; GDP é fosforilado; Acetil-COA é descarbonizado.
Ciclo de Krebs em etapas:
1) Formação do citrato:
 acetil-COA + oxalacetato forma o Citrato, através da enzima citrato sintase
2) Formação do isocitrato:Água
 Ocorre a liberação de água pela enzima aconitase, com o que resta formar a cis-aconitate, que sofre ação da enzima aconitase novamente que irá fornecer água (em posição diferente) formando assim a Isocitrate.
3) Oxidação do isocitrato:
 Nesta fase teremos o liberamento de CO2 da estrutura. Além disso ocorrerá uma doação de 2 hidrogênios para o NAD para se transformar em NADH+ H através da enzima Isocitrato desidrogenase fazendo assim a produção de um NADH.
4) Oxidação do α-cetoglutarato:
 O α-cetoglutarato perde a molécula de CO2 pela ação da enzima α-cetoglutarato desitrogênase e teremos uma formação de NADH que ira formar um succinil-COA .
5: Succinil-CoA→Succinato:
 A succinil-COA sofre ação da succinil-COA sinetasse onde a coenzima A atua como carreador transitório do succinil formando o succinato e perdendo a coenzima A.
6) Oxidação à fumarato:
O succinato perde 2 Hidrogênio que serám doados ao FAD= FADH2 e com isso teremos a formação do Fumarato.
7) Fumarato → Malato:
 O Fumarato sofre uma hidratação de água pela enzima fomarase que formara o L- Malato.
8) Malato a oxaloacetato:
 O L- Malato perde seus hidrogênios fazendo uma doação para o NAD formando o NADH+H e retornando a sua estrutura inicial que será o Oxaloacetate. 
Cálculo do balanço energético:Cadeia respiratória:
NADH = 2,5 ATP
FADH2 = 1,5 ATP
 Glicólise: 
 2 piruvatos + 2 NADH + 2ATP 
 2 x (2,5 ATP) + 2 ATP = 7 ATP
 Oxidação do piruvato: 
 1 piruvato = acetil-CoA + CO2 + NADH 
 2 piruvatos = 2 acetil-CoA + 2 CO2 + 2 NADH 
 2 x (2,5 ATP) = 5ATP 
Ciclo de Krebs: 
 1 acetil-CoA = 2 CO2 + 3 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP (GTP) 
 2 acetil-CoA = 4 CO2 + 6 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP 
 6 x (2,5 ATP) + 2 x (1,5 ATP) + 2 ATP 
 15 ATP 3 ATP 2 ATP 
 20 ATP 
TOTAL = 32 ATP
Regulação do ciclo de Krebs:
 A regulação é feito através de uma logica que quando temos intermediários que possuem ligação com energia, eles iram inibir o ciclo de Krebs, eles inibem por já teremos as moléculas energéticas e com isso já teremos energia suficiente. 
 Mas se tiver intermediários que gastam energia ele irá ativar o CK, como exemplo o ADP está alto ele irá ativar o CK que irá liberar ATP.
Cadeia transportadora de elétrons e fosforilação oxidativa:
Obtenção de energia em etapas:
 Primeira etapa: ocorre a glicólise, onde a glicose é oxidada em diversas etapas para retirar o piruvato que ainda vai ser descarbonizado para extrair a sua energia, e o resultado vai ser a Aceti que ira se ligar na coenzima A, formando assim o Acetil-COA que ira entrar no CK.
Localização celular dos processos de formação de energia:
 O piruvato é descarboxilado para liberar CO2 e um grupamento acetil, a glicólise ocorre no citoplasma (citosol), para entrar na matriz através de um transportador.
 Os NADH e FADH2 necessitam sair da matriz e para isso eles iram passar por uma cadeia transportadora de elétrons que será composta por vários complexos proteicos, neste processo teremos influxo de H+ da matriz para o espaço entre membranas. Estes H+ voltam para matriz pela ATP sintase que gerara uma energia suficiente para fosforilar uma molécula de ADP até ATP. 
Localização enzimática dos processos:
 No Citosol encontra-se Enzimas relacionadas a glicólise. 
 Na Matriz mitocondrial vamos encontrar as Enzimas do ciclo de Krebs e o complexo piruvato desidrogenase (PDH).
 A Membrana externa será totalmente permeável a pequenas moléculas e ao piruvato. 
 Já a interna será impermeável a pequenas moléculas, incluindo H+ (NADH e FADH2) e piruvato. 
Extração de energia das macromoléculas:
 Conseguimos extrair energia de carboidratos através da glicose circulante e suas quebras que geram um piruvato. Se não houve esta glicose iremos retirar dos compostos de reserva que será o glicogênio hepático ou muscular.
 A retirada do lipídeo é feita do tecido adiposo que será triglicerídeo do tec. Adiposo. E como ultimo 
socorro tiramos das proteínas.
Estratégias celulares para síntese de ATP:
 “Se a transferência de elétrons das coenzimas passasse diretamente para o oxigênio (aceptor final de elétrons), grande parte da energia não seria utilizada para formação de ATP e seria liberada na forma de calor.”
O que é um ATP?
 O ATP é uma molécula de adenina ligado a uma ribose com 3 fosfato. 
O NADH entrega seus elétrons nos complexos 1 e o FADH2 no complexo 2. Que ira passando pelos outros complexos.
Componentes da cadeia transportadora de elétrons:
 Complexo I (ubiquinona oxirredutase): Local onde passa o NADH e libera hidrogênio.
 Complexo II (ubiquinona oxirredutase): Local que passa FADH2. Não terá comunicação com o meio externo. 
 
 Coenzima Q (CoQ) ou ubiquinona faz o Transporte dos elétrons para dentro da membrana mitocondrial interna. 
Complexo III (CoQ – citocromo c redutase):
Componentes do ciclo Q: Citocromo bL e bH ; Centro Fe-S; Citocromo C1. 
 Coenzima Q (CoQ): Leva elétrons dos complexos I e II para o III. 
 Citocromo C: Proteína periférica que transporta elétrons do complexo III para o IV
Complexo IV (Citocromo C-oxidase): 
Componentes : Citocromo C; 3 íons cobre divididos em 2 grupos; (CuA/CuA; CuB )
 Forma oxidada: Cu+2 (cúprica);
Forma reduzida: Cu+ (cuprosa). 
 Sítio catalítico da enzima: o CuB e citocromo a3 .
Mecanismo de fluxo de elétrons:
 Aqui podemos ver a variação de energia liberado que é usado para formar ATP. Vai de menos oxidação para o maior.
Fluxo de elétrons (nível celular):
ATP sintase:
 Componentes: Porção esférica → Fator de acoplamento 1 .
 Porção membranal (F0 ). 
 Síntese de ATP ocorre com o retorno dos H+ para a matriz mitocondrial; 3 H+ = 1 ATP.
Fosforilação oxidativa:
 “Consiste na fosforilação do ADP em ATP utilizando a energia proveniente da cadeia transportadora de elétrons”.
 Energia utilizada para criar um contra gradiente de prótons: 
 No Espaço intermembrana (carga +) com mais H+ que a matriz mitocondrial (carga -);
 Passagem através da ATP sintase → movimentos rotacionais → síntese ATP. 
 Fosforilação oxidativa ocorre na porção F1:
 Divide-se em 3 subunidades alfa e 3 beta (sintetiza de ATP)
 Total de H+ :
 3 H+ é a energia para 1 ATP; 
 1 H+ = transporte de Pi pela membrana mitocondrial. 
 4 H+ = 1 ATP.
 1 NADH = 10 H+ = 2,5 ATP 
 1 FADH2 = 6 H+ = 1,5 ATP
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