El pre:
Bueno, como se vio anteriormente
en glicolisis, la degradación anaerobia
de carbohidratos da como producto oxaloacetato, piruvato, etanol y lactato.
Para el ciclo de Krebs es necesaria la utilización de piruvato y de
oxaloacetato, pero ahorita vamos a ver al piruvato.
El piruvato sale de glicolisis y
se transforma a Acetil coenzima A (AcetilCoA) por acción de una enzima que se
llama “complejo piruvato deshidrogenasa”. En
glicolisis se mencionaba que este proceso se llevaba a cabo dentro del citosol
celular, mientras que el ciclo de Krebs se lleva a cabo dentro de la
mitocondria y su matriz. Para ingresar el piruvato desde el citosol hasta la
matriz mitocondrial, se utiliza a la enzima Piruvato translocasa, la cual ayuda
a pasar el piruvato a cambio de H+. Esta conversión se da fuera del ciclo de
Krebs y genera 1 equivalente de energía: NADH+H.
El Ciclo de Krebs:
Bueno, ahorita ya se puede explicar
el ciclo de Krebs como el mismo. Se le llama también ciclo del ácido cítrico.
¿Por qué? Porque se da gracias a la presencia de ácido cítrico. El ciclo de Krebs da como resultado de su proceso, 10 ATP.
El principio y el fin:
Como su nombre lo dice, el ciclo
de Krebs, es es eso, un ciclo, entonces tiene que darse una interacción directa
entre la última fase del ciclo de Krebs y la primera. Dentro de la fase final
que se explica mejor de último, se ve que actúa el oxaloacetato. El
oxaloacetato deriva del piruvato que también forma el acetil coA. Entonces, la
suma de oxaloacetato y acetil CoA me dan como resultado el citrato o ácido
cítrico y de ahí la participación de este ácido para llegar a darle nombre al
ciclo. Este citrato se oxida en 7 pasos, y de ahí dentro de estos 7 pasos es
que se vuelve a formar oxaloacetato y los equivalentes de energía NAD+, Q
(ubiquinona) y FADH además de un GTP que forma.
1° Paso: De primero, trabaja la
citrato sintasa en un proceso como el descrito anterior, porque es la enzima
que forma el citrato. Esta es una transferasa o sintasa. La coA se quita de la
molecula.
2°: Pasa de citrto a isocitrato
gracias a la enzima aconitasa. Para esto se da isomerización.
3°: Isocitrato deshidrogenasa
cataliza el paso de isocitrato a akg o alfa ceto glutarato. Es el primer
punto redox del ciclo, dándose también
la primera descarboxilación (formación de CO2). El equivalente de energía que
produce es NADH+H a partir de NAD.
4°: Complejo alfa-cetoglutarato
deshidrogenasa: Este complejo es igual que el complejo piruvato deshidrogenasa.
Lo único que cambia es el nombre de sus E’s: E1 es alfacetoglutarato
deshidrogenasa, E” es dihidropoliamida succinil transferasa y el E3 sigue
siendo dihidropoliamida deshidrogenasa. Incluso se da el nombre del próximo
compuesto en la E2: aja, succinil CoA. Es una redox que me da equivalente de
energía NADH y CO2.
5°: Succinil coA sintentasa
vuelve el succinil coA en succinato. Aquí se forma un ATP o GTP normalmente,
gracias a un Pi (fosfato inorgánico). Para
ello, se libera CoA y se pega el
fosforilo de esta CoA, formándose una enzima fosforilada en su histidina. Ya
fosforilada se le da ese Pi al GDP o ADP.
6°: El succinato pasa a fumarato
por el complejo de succinato deshidrogenasa. Aquí se produce Q y se llega a
reducir a QH2. O sea, se da otra redox. Esto se logra gracias a FAD.
7°: La enzima fumarasa da una
hidratación enel fumarato y lo vuelve L-malato.
8°: Malato deshidrogenasa es la
enzima que cataliza la última redox del ciclo. Pasa de malato a oxalacetato a
la vez que se libera NADH. Y aquí es donde otra vez se empieza el ciclo.
Va, como se ve, hay 4 reacciones
redox que me dan equivalentes de energía NADH y Q. Aspi mismo, hay una reacción
que me produce ATP. Esto nos lleva a a ver cuantos ATP’s se forman en el ciclo
de Krebs para ver su aporte energético.
Qué
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Dónde
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Cuanto ATP
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NADH+H+
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Isocitrato deshidrogenasa, complejo AKG
deshidrogenasa y malato deshidrogenasa
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2.5 por cada molécula= 7.5
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GTP o ATP
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succinil coA sintetasa
|
1 ATP
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QH2
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Complejo succinato deshidrogenasa
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1.5 por molecula
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TOTAL
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10 ATP
|
|
Ahora si vemos TODO el proceso
energético desde glicolisis vamos a ver que:
·
Glicolisis da 2 ATP y 2 NADH por los 2
gliceraldehídos que tiene. Eso son 7 ATP en total.
·
La piruvato deshidrogenasa me da 2 NADH por los
2 piruvatos de glicolisis, o sea, 5 ATP.
·
Y ciclo de Krebs me da 10 ATP por las 2 acetil
CoA de los piruvatos, o sea 20 ATP.
·
Entonces en total, 1 molécula de glucosa me
produce 32 ATP de energía.
Regulación del Ciclo de Krebs:
Se puede dar por regulación
alostérica por exceso o falta de energía, o por modificación de las enzimas que
participan dentro del ciclo por fosforilación.
Fuera del ciclo, se altera la
piruvato deshidrogenasa. Si hay mucho acetil CoA se inhibe E2, y si hay mucho
NADH, la E3. Igualmente se puede fosforilar la E1 ara inhibirla. (Ver más
detallado en piruvato deshidrogenasa). Aquí se incluye el Ca+2, aumentando la
actividad de esta enzima a niveles elevados de este ión.
Ahora dentro del ciclo, hay 3
reacciones que se regulan:
·
Citrato sintasa: es la primera reacción del
ciclo. Se activan por akg y se inhiben por el NADH.
·
Isocitrato deshidrogenasa: da la primera redox y
se activa por Ca+2 y ADP. El NADH la inhibe.
·
Complejo AKG deshidrogenasa: a diferencia de la
piruvato deshidrogenasa, la fosforilación de E1 depende directamente por el
Ca+2, activando a la fosfatasa el exceso de este ión.
Cambios del Ciclo de Krebs:
El ciclo de Krebs no siempre es
un ciclo, a veces se puede saltar pasos gracias a rutas anapleróticas cuando
los intermediarios del CK se van a otras rutas. Entonces, por la carencia de
los intermediarios, las rutas anapleróticas sintetizan dichos intermediarios.
Ruta del Glioxilato:
Esta es una ruta que se salta
algunos pasos del CK. Los pasos que se salta son los dos de descarboxilación y
el de síntesis de ATP. En esta ruta, el isocitrato ya no pasa por la isocitrato
deshidrogenasa, sino por otra enzima que se llama isocitrato liasa. Lo que hace
esta otra enzima es producir glioxalato y succinato. El succinato sigue su ruta
hasta el final de CK, en cambio, el glioxalato pasa por otra enzima llamada
malato sintasa para saltar de una vez a malato.
El uso de esta ruta aunque casi
no produce energía (solo un NADH) puede llegar a ser el uso de oxalacetato para
la formación de glucosa, o sea, gluconeogenesis.
