REACCIONES DEL CICLO DE KREBS

 

1.- ADICION DEL GRUPO ACETILO AL OXALACETATO ( SINTESIS DEL CITRATO)

Esta reacción está catalizada por la enzima "Citrato sintasa" y es una reacción de adición de un grupo acetilo, a una molécula de cuatro átomos de carbono denominada "oxalacetato". El grupo acetilo es transportado ,por la coenzima A, una coenzima especializada en el transporte de estos grupos de dos átomos de carbono provenientes tanto de la glucólisis como de la b-oxidación de ácidos grasos.

* Tipo de reacción Síntesis: Adición Acetilación o Acilación

* Enzima: Citrato Sintasa: esta enzima trabaja con una coenzima denominada Coenzima A (CoA)

* Sustrato: Oxalacetato (o ácido oxálico)

* Producto: Citrato (o ácido cítrico)

* ðG° = -32.2 Kcal/mol

 

2.- ISOMERIZACION DEL CITRATO A ISOCITRATO

En este paso, el ácido cítrico experimenta un reordenamiento, transposición del grupo hidroxilo de la posición 3 a la posición 2 formando el ácido isocítrico, su isómero. En el proceso se efectúa una deshidratación y se forma un producto intermedio denominado "cis-aconitato"; luego éste se rehidrata y el resultado final es la transposición del grupo hidróxilo (-OH) de la molécula. El proceso se cataliza por acción de la enzima aconitasa.

* Tipo de reacción: Isomerización, Mecanismo de Hidratación, deshidratación

* Ciclo de Krebs Enzima: Aconitasa: esta enzima es una hidratasa.

* Sustrato: Citrato (o ácido cítrico)

* Producto: Isociitrato (o ácido isocítrico)

* ðG° = +6.3 kcal/mol

 

3.- OXIDACION DEL ISOCITRATO A ð- CETOGLUTARATO

El grupo hidroxilo del isocitrato es oxidado hasta grupo carbonilo, con la correspondiente perdida de dos átomos de hidrógeno y un par de electrones; par que es "recibido" y transportado por la coenzima NAD+, por medio de la acción de la enzima "isocitrato deshidrogenasa".En consecuencia se debilita el enlace con el grupo carbonilo central y la molécula, pierde este grupo en forma de CO2. El producto obtenido es el a-cetoglutarato, también llamado "oxalosuccinato" que es una molécula con cinco (5) átomos de carbono.

Tipo de reacción: Oxidación: Deshidrogenación y Descarboxilación

* Enzima: Isocitrato deshidrogenasa: esta enzima trabaja con NAD+ como coenzima

* Sustrato: Isocitrato (o ácido isocítrico)

* Producto: ð-Cetoglutarato (o ácido ð-Cetoglutárico)

* ðG° = -20.9 kcal/mol

 

4.- OXIDACION DEL ð- CETOGLUTARATO Y SINTESIS DE SUCCINIL-CoA

El ð- cetoglutarato es oxidado nuevamente por medio de un complejo multienzimático denominado " ð- cetoglutarato deshidrogenasa" . El mecanismo de esta reacción (y el tipo de enzimas que participan en éste), es el mismo presentado en la etapa de formación del "Acetil-CoA" a partir del Piruvato en la etapa de transición de la Glucólisis al Ciclo de Krebs. Durante este proceso la molécula de ð-cetoglutarato pierde un átomo de carbono ( liberado como CO2),quedando una porción de molécula de cuatro átomos de carbono que es "transportada por la Coenzima A (en forma de "Succinil CoA), hacia la siguiente reacción. Este paso oxidativo también genera una molécula de NADH y un H+.

* Tipo de reacción: Oxidación y síntesis: Deshidrogenación, Descarboxilación y síntesis

* Enzima: Complejo ð-cetoglutarato deshidrogenasa: esta enzima trabaja con NAD+ como coenzima

* Sustrato: ð-Cetoglutarato (o ácido ð-Cetoglutárico)

* Producto: Succinil Coenzima

A * ðG° = -33.5 kcal/mol

 

5.- HIDROLISIS DEL SUCCINIL-CoA Y FORMACION DE GTP

El Succinil CoA se hidroliza mediante la acción de la enzima "succinil CoA sintetasa", liberando la coenzima A y el residuo de cuatro átomos de carbono que se convierte en la molécula de ácido succinico o "succinato". Esta reacción libera la energía suficiente para que se active una cascada de reacciones paralelas de síntesis, que comienza con la formación de GTP ( Guanosin trifosfato), a partir de GDP ( Guanosín monofosfato), la cascada continua con la transferencia del grupo fosfato desde el GTP al ADP para la formación final de ATP.

* Tipo de reacción: Hidrólisis: acoplada a una síntesis de GTP

* Enzima: Succinil CoA sintetasa

* Sustrato: Succinil Coenzima A

* Producto: Succinato (o ácido succínico)

* ðG° = -2.9 kcal/mol

 

6.- OXIDACIÓN DEL SUCCINATO

Esta etapa es catalizada por la enzima "Succinato deshidrogenasa", una oxidoreductasa que utiliza FAD como coenzima. El FAD es de mayor poder oxidante que el NAD+, y es utilizado en esta clase de proceso oxidativo, donde es necesario producir una insaturación en una cadena hidrocarbonada. Es posible producir la insaturación entre los carbonos a y b, debido a que los grupos carboxilo contiguos a éstos, debilitan los enlaces C-H.

* Tipo de reacción: Oxidación: Deshidrogenación

* Enzima: Succinato deshidrogenasa. Esta enzima utiliza FAD como coenzima.

* Sustrato: Succinato (o ácido succínico)

* Producto: Fumarato (o ácido Fumárico)

* ðG° = 0.0 kcal/mol

 

7.- HIDRATACION DEL FUMARATO

Esta etapa es catalizada por la enzima "Fumarasa", una hidratasa. El agua se adiciona a la insaturación del ácido fumárico (o fumarato), formando un a-hidroxiácido: el ácido málico (o malato).

* Tipo de reacción: Hidratación

* Enzima: Fumarasa. Esta enzima es una hidratasa

* Sustrato: Fumarato (o ácido Fumárico)

* Producto: Malato (o ácido Málico)

* ðG° = -3.8 kcal/mol

 

8.- OXIDACION DEL MALATO

Esta etapa es catalizada por la enzima "Malato deshidrogenasa", una oxidorreductasa que utiliza NAD+ como coenzima. El NAD+ oxida el grupo alcohol del a-hidroxiácido a grupo carbonilo para producir nuevamente el a-cetoácido que sirve de sustrato para el primer paso: el oxalacetato, completando de esta manera el ciclo.

* Tipo de reacción: Oxidación: Deshidrogenación

* Enzima: Malato deshidrogenasa. Esta enzima trabaja con NAD+ como coenzima

* Sustrato: Malato (o ácido Málico)

* Producto: Oxalacetato (o ácido Oxalacético)

* ðG° = +29.7 kcal/mol