ciclo do ac citrico (1)

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Ciclo do Ácido Cítrico 
 
Essa é a via para onde o Piruvato deve realmente ir em condições normais. Esse ciclo é 
a via cíclica mais importante do metabolismo e ocorre dentro da mitocôndria, na matriz 
mitocondrial, onde estão presentes as enzimas necessárias para este ciclo. A função dessa via 
não é formar ATP, mas sim formar moléculas redutoras que, depois, irão contribuir para a 
formação do ATP. A formação dessas moléculas redutoras se dá pela oxidação do Piruvato. 
 
Entretanto, quando o Piruvato é direcionado ao ciclo de Krebs, o ciclo não aceita a 
molécula de Piruvato, então ele deve ser convertido em algo que seja absorvido e aceito pelo 
ciclo. Quando o Piruvato é formado na Glicólise ele está no citoplasma da célula e deve entrar 
na mitocôndria para iniciar o ciclo do ácido cítrico. Para ele atravessar a camada externa da 
mitocôndria é fácil, o problema esta na segunda camada, a camada interna. Só atravessam a 
camada interna da mitocôndria aqueles que têm transportador especifico e o Piruvato tem: o 
Transportador de Piruvato. Então, dentro da matriz mitocondrial já, o Piruvato, por não ser 
aceito, é convertido em Acetil Coenzima A (Acetil coA). 
 
 
OBS: Toda a parte em rosa é o Acetil, o restante é a coenzima A. O Piruvato é convertido em 
Acetil coA por um complexo chamado Piruvato desidrogenase que são 3 enzimas unidas, cada 
uma com uma função, para realizar essa conversão. 
 
marco
Realce
 
A primeira enzima desse complexo é E1 (Piruvato-desidrogenase) a qual também da 
nome ao complexo. A segunda enzima é a E2 (Di-hidrolipolitransacetilase) e, por último, a E3 
(Di-hidropoil-desidrogenase). Cada uma dessas enzimas, para funcionar, precisam de um grupo 
prostético. A E1 possui a Tiamina Pirofosfato (TPP) que é derivado da vitamina B1 (se faltar essa 
vitamina ocorrerá problema na reação toda). A E2 possui o Lipoil-Lipoato. A E3 tem o FAD. A 
figura acima mostra a aparência da enzima pronta para funcionar. 
O Piruvato vai chegar e vai se ligar ao sítio ativo da enzima, que é o TPP da E1. Só que 
durante essa ligação o Piruvato liberta um átomo de carbono na forma de CO2, portanto o que 
fica ligado a enzima não é o piruvato em si, pois um átomo de C foi embora, mas sim o 
Hidroxietil que permanece ligado. (continuaremos chamando de Piruvato, mas lembre-se 
desse nome). 
Sendo assim, a E1 já fez o seu papel: ligou o Piruvato no complexo e o transfere para o 
grupo prostético da E2. Quando ocorre essa transferência, a ponte dissulfeto é quebrada 
porque um dos enxofres é que se liga. Quando a E2 está com o Piruvato ligado a ela, ela 
consegue acrescentar no piruvato a coA (uma molécula gigante). Ou seja, a enzima E2 
consegue resolver o problema do Piruvato acrescentando o Acetil coA, entretanto, fica com 
um problema nela mesmo com a permanência de um grupo lipoato na forma reduzida, o que 
impede que o ciclo funcione. 
 Então, a enzima E3 entra em ação para resolver o problema da enzima E2. Se o grupo 
lipoato ficou na forma reduzida, ele precisa ser oxidado, então ele doa os elétrons para o FAD 
(grupo prostético da enzima E3) que se transforma em FADH2 e o caso do lipoato fica 
resolvido. Só que agora o FAD esta na sua forma reduzida e precisa ser oxidado, por tanto, ele 
doa seus elétrons para um NAD+, de fora desse ciclo, que sai na forma de NADH. 
Após todas essas resoluções de problemas, o ciclo pode continuar. Resumindo, da 
etapa anterior, foram formados um Acetil coA, uma molécula de CO2 e um NADH. 
Agora o Acetil coA entrará na via e iniciará o Ciclo do Ácido cítrico com 8 reações. 
 
 
 
 
Explicação reação 1: Essa reação é a que da nome ao ciclo, pois forma o ácido cítrico ou citrato 
(forma ionizada). A enzima da via, Citrato sintase, explica o motivo do piruvato ter sido 
transformado em Acetil coA, afinal ela pega esse Acetil coA (2 átomos de carbono) e une a um 
composto que faz parte da via, o Oxaloacetato (4 carbonos). Com essa junção, forma-se um 
composto de 6 carbonos, o ácido cítrico. 
A reação é irreversível e a enzima, além de unir os compostos, utiliza a água para 
retirar a Coenzima A. 
 
Explicação da Reação 2: nessa reação surge um problema: a enzima dessa etapa não aceita o 
Citrato, este precisando ser convertido em seu isômero, o Isocitrato. Essa conversão, que é 
reversível, ocorre em duas etapas realizadas pela mesma enzima Aconitase. 
- 2a: a enzima aconitase retira uma molécula de água do citrato (desidrata) e forma um 
composto intermediário, o cis- Aconitato. Esse composto intermediário é bastante instável e 
deve ser modificado. 
- 2b: a enzima aconitase converte o composto intermediário no isômero isocitrato 
acrescentando os átomos de água (hidratando) invertendo as posições. 
OBS: a enzima retira a primeira molécula de água (em rosa), acrescenta na sua estrutura e 
depois fornece a molécula de água que ela já possuía na sua estrutura (em azul), ficando com a 
molécula de água rosa. 
 
Explicação da reação 3: O Isocitrato, agora, vai sofrer ação da enzima isocitrato desidrogenase 
em uma ação reversível. Dependendo de como se avalia essa reação, ela até pode ser 
irreversível quando considerado seu ∆G. Porém, fisiologicamente, é possível essa reação 
ocorrer de forma reversível e assim será considerado aqui. 
A enzima vai retirar átomos do isocitrato e doar para um carreador de elétrons. Essa enzima 
aceita dois tipo de carreadores: NAD+ (fígado) ou NADP (músculo). Ou seja, a enzima oxida o 
isocitrato, forma um NADH, uma molécula de CO2 e o produto α-Cetoglutarato. 
 
Explicação da reação 4: o α-Cetoglutarato vai sofrer mudanças muito parecidas com as quais o 
Piruvato sofreu ao se transformar em Acetil coA. A enzima da via é um complexo chamado α-
Cetoglutarato desidrogenase (contem 3 enzimas, E1, E2,E3 com TPP, lipoato, FAD, ou seja, 
estruturalmente é a mesma enzima do complexo piruvato, a única diferença é a afinidade pelo 
substrato). 
 
 
Explicação reação 5: Succinil-CoA continua na via e a Succinil-CoA Sintetase é a enzima da vez. 
Essa enzima vai retirar a Coenzima A do substrato e vai formar o Succinato, além de formar um 
GTP. O trabalho de ligar a coA e depois retira-la é, realmente, obter a quebra da ligação para a 
liberação de energia que, neste caso, foi absorvida no GTP. 
OBS: ÚNICA MOLÉCULA ENERGÉTICA FORMADA NO CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO É O GTP. 
 
Explicação da reação 6: a enzima Succinato desidrogenase, com seu carreador FAD, oxida o 
Succinato a Fumarato formando o FADH2. A enzima Succinato desidrogenase É A ÚNICA 
ENZIMA DO CICLO QUE NÃO FICA EMBEBIDA NA MATRIZ MITOCONDRIAL, ELA FICA 
ANCORADA NA CRISTA MITOCONDRIAL. 
 
Explicação da reação 7: O fumarato será hidratado pela enzima Fumarase formando o L-
Malato. (a forma D-Malato é formada em minoria porque a enzima da próxima reação só 
reconhece a forma L-Malato). 
 
 
Explicação da reação 8: O L-Malato vai regenerar o composto que foi gasto no início da via, o 
Oxaloacetato. Basicamente, a enzima Malato desidrogenase oxida o substrato fechando o 
ciclo. 
 
Ao final são formadas 6 NADH, 2 FADH2 e 2 GTP para cada molécula de glicose, pois 
são formados 2 Piruvatos. Finalmente, o Piruvato foi totalmente degradado e não há mais 
nada para ser oxidado do que veio da molécula de glicose. 
 
 
Alguns componentes intermediários do Ciclo de Krebs suprem outras vias, mas para 
suprirem outras vias devem ser suficientes para o ciclo em si. Então, para isso servem as 
reações anapleróticas, são reações de reposição de compostos da via que foram retirados 
dela. Por exemplo: o Piruvato originando o Malato e o Oxaloacetato sendo regenerado a partir 
do Fosfoenolpiruvato. 
 
 
As enzimas que são reguladas possuem o valor de ∆G negativo maior que 20 e são 
elas: Citrato sintase, Isocitrato desidrogenase e α- Cetoglutarato desidrogenase. Essasenzimas 
realizam as reações mais exergônicas do ciclo.