Ciclo de Krebs

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Maria Eduarda Nóbrega 
FMP – 2º Período 2021.2 
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A degradação na glicose na respiração aeróbica ocorre em três etapas: Glicólise, ciclo de Krebs (ou ciclo do ácido 
cítrico ou tricarboxílico) e fosforilação oxidativa (cadeia respiratória). No ciclo de Krebs, os grupos acetil entram no 
ciclo do ácido cítrico, que os oxida enzimaticamente a CO2; a energia liberada é conservada nos transportadores de 
elétrons reduzidos NADH e FADH2 
Via anfibólica – usam energia, mas também são capazes de sintetizar novas moléculas. 
O Ciclo de Krebs consiste em uma sequência de reações na mitocôndria que oxida a porção acetil do acetilCoA a CO2 
e reduz coenzimas, gerando potencial redutor que será utilizado na próxima etapa da fosforilação oxidativa para a 
formação de ATP. 
 
Resumo: O ciclo começa com a reação entre a porção acetil da acetil CoA e o oxalacetato (ácido dicarboxílico de 4 
carbonos), formando o citrato (6 carbonos). Nas reações subsequentes, são liberadas 2 moléculas de CO2, e o 
oxalacetato é, por fim, regenerado. 
O excesso de acetil co-a é utilizado para a formação de ácidos graxos. 
 
O ATP atua como um regulador da velocidade do ciclo de Krebs. 
 
 
O piruvato, derivado da glicose e de outros açúcares pela glicólise, é oxidado 
a acetil-CoA e CO2 pelo complexo da piruvato-desidrogenase para poder 
entrar no ciclo de Krebs. Este processo ocorre através de uma reação de 
descarboxilação oxidativa, uma reação irreversível no qual o grupo carboxila 
é removido do piruvato na forma de uma molécula de CO2, e os dois 
carbonos remanescentes são convertidos ao grupo acetil da acetil-CoA. 
O processo é mediado pela redução do NAD+, se transformando em NADH. 
A reação ocorre nas seguintes etapas: 
1. Se a célula possui oxigênio o suficiente, o piruvato é transportado para a 
mitocôndria. 
2. Piruvato reage com a coenzima A para produzir acetil-CoA, através da 
redução do NAD+, o qual é convertido em NADH. Gerando como subproduto 
CO2. 
OBS: O ciclo de Krebs é uma via anfibólica, ou seja, ela consome energia, mas também é capaz de sintetizar novas 
moléculas de ATP. Não só degrada moléculas, porém as sintetiza novamente também. 
OBS: Como o oxacetato é regenerado no fim do ciclo, considera-se que ele tem um papel catalítico. 
Piruvato em Acetil-CoA 
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Ciclo de Krebs 
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3. A acetil-CoA tem duas partes: uma unidade acetila de 2 carbonos, derivada do piruvato, e a coenzima A. 
4. A coenzima A é sintetizada a partir da vitamina ácido pantotênico. Coenzimas, como as enzimas, não sofrem 
modificações durante reações e podem ser reutilizadas. 
5. A unidade aceti de 2 carbonos entra no ciclo ao se combinar com a molécula de oxaloacetato de 4 carbonos. 
 
 
 
1. Para iniciar o ciclo, a acetil-CoA doa seu grupo acetil ao composto de quatro carbonos oxaloacetato, formando o 
composto de seis carbonos citrato (etapa catalisada pela citratosintase) em uma reação irreversível. (Intermediário: 
Citroil-CoA) 
2. O Citrato sofre isomerização para isocitrato (6 carbonos) pela enzima Aconitase hidratase. Reação reversível 
(Intermediário: cis-aconitato) 
 
3. O isocitrato sofre reações de desidrogenação e descarboxilação catalisada pela isocitratodesidrogenase, formando, 
α-cetoglutarato. Nesta desidrogenação há perda de CO2 para produzir o composto de 5 carbonos a-cetoglutarato 
(também chamado de oxoglutarato). (Intermediário: Oxalossuccinato). 
4. O α-cetoglutarato sofre descarboxilação oxidativa (perde uma segunda molécula de CO2) pelo complexo da enzima 
α-ceto-glutaratodesidrogenase – através do uso de NAD+, FAD e CoA – e resulta na formação de succinil-CoA (4 
carbonos). Oxidação do a-cetoglutarato a SUCCINIL-CoA e CO2 pela ação do complexo enzimático a-cetoglutarato 
desidrogenase. Ocorre liberação de NADH. 
 
5. A succinil-CoA é convertida em succinato pela enzima succinatotiocinase ou Succinil-CoA sintetase em uma reação 
reversível. É a única reação de fosforilação. 
6. O succinato forma fumarato, através de uma reação de oxidação catalisada pela succinato-desidrogenase na 
presença de FAD que é convertido a FADH2. 
7. O fumarato dá origem ao malato, reação reversível de hidratação catalisada pela enzima fumarase hidratase 
(fumarase). 
8. O malato é oxidado a oxalocetato pela malato-desidrogenase, ligada à redução de NAD+. Efetivada pela ação da 
enzima L-malato desidrogenase na presença de NAD+ produzindo NADH + H+. O equilíbrio desta reação favorece a 
formação de malato, porém a utilização do oxalacetato para recomeçar o ciclo ou gliconeogênese ou formar aspartato. 
OBS: O NADH formado nessa reação doa um íon hidreto (H2) para a fosforilação oxidativa (complexo I), que 
transferirá os dois elétrons ao oxigênio. 
Etapas do Ciclo de Krebs 
Aplicação Clínica: O veneno fluoracetato é uma substância tóxica encontrada em algumas plantas e substâncias 
químicas industriais, e o seu consumo pode ser fatal. Alguns agentes fluorados usados em antineoplásicos e 
pesticidas são metabolizados a fluoracetato. A fluoracetil-CoA se condensa com o oxalacetato e forma o 
fluorocitrato, que inibe a aconitase, levando ao acúmulo de citrato e o bloqueio do ciclo. 
Aplicação Clínica: O arsenito inibe a reação, causando acúmulo do substrato, o α-cetoglutarato. A presença de 
amônia em altas concentrações inibe a α-ceto 
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Equivalentes redutores: são conectados com a fosforilação oxidativa para produzir ATP. 
Em cada rodada do ciclo entra um grupo acetil (dois carbonos) na forma de acetil-CoA, e são removidas duas moléculas 
de CO2; uma molécula de oxaloacetato é utilizada para a formação do citrato e uma molécula de oxaloacetato é 
regenerada. 
 
SALDO ENERGÉTICO 
Três moléculas de NADH – (2,5 ATP) - Uma molécula de FADH2 – (1,5 ATP) - Uma molécula de ATP ou GTP Esses 
equivalentes redutores são transferidos para a cadeia respiratória. FORMAM-SE 10 MOLÉCULAS DE ATP A CADA VOLTA 
DO CICLO DO ÁCIDO CÍTRICO 
 
VITAMINAS ENVOLVIDAS COM O CICLO DE KREBS 
- Riboflavina, que forma flavina adenina dinucleotídeo (FAD) 
OBS: Como resultados das oxidações catalisadas pelas desidrogenases do ciclo de Krebs, são produzidas três 
moléculas de NADH e uma de FADH2 para cada molpecula de acetil CoA catabolizada em uma volta do ciclo. 
Esse equivalentes redutores são transferidos para a cadeia respiratória, onde a reoxidação de cada NADH resulta 
na formação de cerca de 2,5 ATP, e a reoxidação do FADH2 é forma cerca de 1,5 moléculas de ATP. Além disso, 1 
moécula de ATP (ou GTP) é formada na fosforilação da etapa 5. 
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- Niacina, na fora de nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD+) 
- tiamina (vitamina B1), como tiamina-difosfato, a coenzima da descarboxilação na reação da α-cetoglutarato-
desidrogenase. Também é presenta na enzima piruvato-desidrogenase. 
- Ácido Pantotênico (na CoA), como parte da coenzima A, o cofator esterificado para “ativar” resíduos de ácidos 
carbocílicos: acetil CoA e succinil-CoA. 
 
Estimulação do ciclo: 
- Suprimento reduzido de energia (AMP, NAD+ e CoA-SH) 
Inibição do ciclo: 
- Produção suficiente de energia (ATP, acetil-CoA, NADH e ácidos graxos) 
Regulação do Ciclo do ácido cítrico: 
-Regulação das enzimas do ciclo: 
 Piruvato-desidrogenase 
 Citrato-sintase 
 Isocitrato-desidrogensase 
 a-cetoglutarato-desidrogenase 
 
 
O ciclo do ácido cítrico, além de gerar potencial redutor que será utilizado na fosforilação oxidativa, também uma 
importante via para a interconversação de metabólitos, fornecendo os substratos para a síntese de aminoácidos para 
transaminação, bem como para a gliconeogênese e para a síntese de ácidos graxos. Em virtude de sua função em 
processos tanto oxidativos quanto de síntese o ciclo é anfibólico. 
 
Intermediários do ciclo comquatro e cinco carbonos servem como precursores para uma ampla variedade de 
produtos. Para repor os intermediários removidos com este propósito, as células utilizam reações anapleróticas (de 
reposição). 
 
Aplicação Clínica: Uma deficiência de tiamina acarreta na incapacidade de oxidar o piruvato normalmente. Isso é 
especialmente importante para o cérebro, que costuma obter toda sua energia por meio da oxidação aeróbia da 
glicose, em uma via que necessariamente inclui a oxidação do piruvato. 
O beri-béri, doença resultante da deficiência de tiamina, caracteriza-se pela perda da função neural. Essa doença 
ocorre principalmente em populações cuja dieta consiste basicamente em arroz branco (polido), que carece da 
casca onde a maioria da tiamina do arroz é encontrada. 
Síndrome de Wernicke-Korsakoff: Pessoas que consomem habitualmente grandes quantidades de álcool 
também podem desenvolver deficiência de tiamina, pois a maior parte da dieta ingerida consiste nas “calorias 
vazias”, sem vitaminas, das bebidas destiladas. Um nível de piruvato sanguíneo elevado frequentemente é um 
indicativo de defeitos na oxidação do piruvato devido a uma destas causas. A síndrome de Wernicke Korsakoff 
causa problemas de memória assim como dificuldade com a motricidade voluntária. 
Papel do Ciclo de Krebs 
OBS: O ciclo é formado por reações anapleuróticas, ou seja, conforme os intermediários do ciclo de Krebs são 
removidos para servirem como precursores na biossíntese, eles são respostas, havendo um equilíbrio dinâmico. 
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BIBLIOGRAFIA: 
MORAN; HORTON; SCRIMGEOUR; PERRY. Bioquímica. 5ª. edição. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 
2013 
LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed. 
Capitulo 14:Glicólise, Gliconeogenese e a Via das Pentoses-Fosfato.