Este blogue tem como objectivo divulgar conceitos, informações, músicas, vídeos, jogos, cartoons, curiosidades, sobre temas relacionados com a bioquímica. Porque a Bioquímica não tem que ser incompreensível...
Páginas
- Página inicial
- Grupos funcionais
- Isómeros
- Interações não covalentes
- Hidratos de carbono
- Lípidos
- Proteínas
- Digestão das biomoléculas
- Glicólise e destinos do piruvato
- Ciclo de Krebs
- Respiração celular
- Via das pentoses
- Metabolismo do glicogénio e gluconeogénese
- Metabolismo dos ácidos gordos
- Metabolismo do colesterol
- Lipoproteínas
- Metabolismo dos aminoácidos
- Links de trabalhos dos meus alunos
Mostrar mensagens com a etiqueta Ciclo de Krebs. Mostrar todas as mensagens
Mostrar mensagens com a etiqueta Ciclo de Krebs. Mostrar todas as mensagens
quarta-feira, 9 de setembro de 2015
terça-feira, 2 de abril de 2013
Regulação do ciclo de Krebs
O ciclo de Krebs tem um papel central no nosso metabolismo. Em todas as aulas de metabolismo que eu dou, o ciclo de Krebs está presente...
Tal como já referi em posts anteriores, é composto por 8 passos, sendo que 3 deles são catalisados por enzimas regulatórias. Essas enzimas são a citrato sintase (1ª reação), isocitrato desidrogenase (3ª reação) e alfa-cetoglutarato desidrogenase (4ª reação).
Neste post vou falar um pouco sobre os principais ativadores e inibidores de cada uma delas. Conforme vão poder ver, existem muitos moduladores que são comuns a mais do que uma enzima, o que facilita a vida de quem tem que estudar esta via metabólica. :)
Citrato sintase:
Tal como já referi em posts anteriores, é composto por 8 passos, sendo que 3 deles são catalisados por enzimas regulatórias. Essas enzimas são a citrato sintase (1ª reação), isocitrato desidrogenase (3ª reação) e alfa-cetoglutarato desidrogenase (4ª reação).
Neste post vou falar um pouco sobre os principais ativadores e inibidores de cada uma delas. Conforme vão poder ver, existem muitos moduladores que são comuns a mais do que uma enzima, o que facilita a vida de quem tem que estudar esta via metabólica. :)
Citrato sintase:
Inibidores
Succinil-CoA - é um intermediário do ciclo de Krebs. Mais concretamente, é o 4ª intermediário do ciclo de Krebs, ou seja, é formado numa reação posterior à reação que estamos a considerar. Sendo assim, se temos uma acumulação de intermediários formados em reações posteriores, faz todo o sentido que esses possam inibir as primeiras reações da via metabólica em causa, neste caso a primeira.
Citrato - é o produto da reação, pelo que faz sentido que iniba a sua síntese.
ATP - o ciclo de Krebs é uma via catabólica, ou seja, tem como objetivo produzir energia (ATP). Se a célula já tiver energia, o processo é inibido.
NADH - o raciocínio é equivalente ao feito para o ATP. Ou seja, o NADH tem um potencial energético elevado, pois na respiração celular pode levar à produção de ATP, pelo que é lógico que funcione como um inibidor do ciclo de Krebs.
Ácidos gordos-CoA de cadeia longa - não está completamente esclarecido o papel inibitório dos ácidos gordos de cadeia longa no ciclo de Krebs, mas pensa-se que essa propriedade está relacionada com o facto de funcionarem como detergentes, pois são compostos anfipáticos, compostos por uma parte polar (grupo carboxílico) e uma parte apolar (cadeia hidrocarbonada). O ácido oleico (18 carbonos e uma ligação dupla no carbono 9) aparenta ser o principal ácido gordo inibidor da citrato sintase.
Ativadores
ADP - o ADP sinaliza um défice energético na célula, pois é produzido quando se gasta ATP para obtenção de energia. Sendo assim, faz todo o sentido que ative o ciclo de Krebs, pois o objetivo principal desta via metabólica é a produção de energia.
Isocitrato desidrogenase:
Succinil-CoA - é um intermediário do ciclo de Krebs. Mais concretamente, é o 4ª intermediário do ciclo de Krebs, ou seja, é formado numa reação posterior à reação que estamos a considerar. Sendo assim, se temos uma acumulação de intermediários formados em reações posteriores, faz todo o sentido que esses possam inibir as primeiras reações da via metabólica em causa, neste caso a primeira.
Citrato - é o produto da reação, pelo que faz sentido que iniba a sua síntese.
ATP - o ciclo de Krebs é uma via catabólica, ou seja, tem como objetivo produzir energia (ATP). Se a célula já tiver energia, o processo é inibido.
NADH - o raciocínio é equivalente ao feito para o ATP. Ou seja, o NADH tem um potencial energético elevado, pois na respiração celular pode levar à produção de ATP, pelo que é lógico que funcione como um inibidor do ciclo de Krebs.
Ácidos gordos-CoA de cadeia longa - não está completamente esclarecido o papel inibitório dos ácidos gordos de cadeia longa no ciclo de Krebs, mas pensa-se que essa propriedade está relacionada com o facto de funcionarem como detergentes, pois são compostos anfipáticos, compostos por uma parte polar (grupo carboxílico) e uma parte apolar (cadeia hidrocarbonada). O ácido oleico (18 carbonos e uma ligação dupla no carbono 9) aparenta ser o principal ácido gordo inibidor da citrato sintase.
Ativadores
ADP - o ADP sinaliza um défice energético na célula, pois é produzido quando se gasta ATP para obtenção de energia. Sendo assim, faz todo o sentido que ative o ciclo de Krebs, pois o objetivo principal desta via metabólica é a produção de energia.
Isocitrato desidrogenase:
Inibidores
Succinil-CoA - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
ATP - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
NADH - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
Ativadores
ADP - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
Ca2+ (músculo) - conforme já referi num post anterior, sobre a regulação do complexo piruvato desidrogenase, o Ca2+ é um mensageiro intracelular cuja concentração aumenta durante a contração muscular. Portanto, nesse contexto de contração as células vão precisar de energia, pelo que os processos catabólicos, e, em particular, o ciclo de Krebs, será ativado.
Alfa-cetoglutarato desidrogenase:
Succinil-CoA - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
ATP - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
NADH - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
Ativadores
ADP - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
Ca2+ (músculo) - conforme já referi num post anterior, sobre a regulação do complexo piruvato desidrogenase, o Ca2+ é um mensageiro intracelular cuja concentração aumenta durante a contração muscular. Portanto, nesse contexto de contração as células vão precisar de energia, pelo que os processos catabólicos, e, em particular, o ciclo de Krebs, será ativado.
Alfa-cetoglutarato desidrogenase:
Inibidores
Succinil-CoA - é o produto da reação, pelo que faz sentido que iniba a sua síntese.
ATP - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
NADH - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
Ativadores
Ca2+ (músculo) - o raciocínio que foi efetuado para a isocitrato desidrogenase aplica-se nesta situação.
Succinil-CoA - é o produto da reação, pelo que faz sentido que iniba a sua síntese.
ATP - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
NADH - o raciocínio que foi efetuado para a citrato sintase aplica-se nesta situação.
Ativadores
Ca2+ (músculo) - o raciocínio que foi efetuado para a isocitrato desidrogenase aplica-se nesta situação.
quinta-feira, 9 de agosto de 2012
Ciclo de Krebs (enzimas) – parte 2
Após um final de ano letivo “atribulado” (como sempre…) e de
um período de férias offline, estou de regresso aos posts. :)
Neste post vou continuar a descrever as principais
características das enzimas do ciclo de Krebs…
Succinil-CoA
sintetase
Esta enzima, também designada de sucinato tiocinase ou sucinato-CoA
ligase, apresenta duas subunidades na sua constituição (alfa e beta). A
subunidade alfa liga-se à molécula de CoA, enquanto que a subunidade beta se
liga ao GDP. Existe uma isoforma desta enzima (também mitocondrial) cuja
subunidade beta apresenta afinidade para o ADP, em vez do GTP.
O seu mecanismo de reação ocorre em três passos. A succinil-CoA
sintetase apresenta um resíduo de histidina que desempenha um papel central na
transferência do grupo fosfato para o nucleótido difosfato que se liga à
subunidade beta.
Falhas na succinil-CoA sintetase estão na origem da doença “acidose
lática infantil fatal”, que é uma doença caracterizada pela produção de níveis
elevados de ácido lático (o que é facilmente explicável pelo facto do ciclo de
Krebs ser um passo aeróbico do catabolismo dos hidratos de carbono), que
normalmente originam a morte do indivíduo nos primeiros 4 dias de vida.
Succinato
desidrogenase
Esta enzima, também designada de sucinato-coenzima Q
redutase, pertence simultaneamente ao ciclo de Krebs e à cadeia respiratória
mitocondrial, onde se designa por complexo II. Devido a isso, é a única enzima
do ciclo de Krebs que está associada à membrana interna da mitocôndria (todas
as restantes estão na matriz…). Utiliza como cofator o FAD.
Estruturalmente, apresenta quatro subunidades, duas
hidrofílicas e duas hidrofóbicas. As duas primeiras são uma flavoproteína (SdhA)
e uma proteína de ferro-enxofre (SdhB). É na subunidade SdhA que se liga covalentemente
o FAD e o sucinato, enquanto a SdhB é caracterizada por apresentar 3 centros de
ferro enxofre ([2Fe-2S], [4Fe-4S] e [3Fe-4S]). As subunidades hidrofóbicas
(SdhC e SdhD) funcionam como âncoras membranares. Estas duas subunidades formam
o citocromo b, caracterizado por apresentar 6 domínios transmembranares, um
grupo heme e um local de ligação à ubiquinona (que envolve também a subunidade
SdhB).
O local de ligação ao sucinato (subunidade A) envolve as
cadeias laterais dos resíduos de aminoácidos importantes, nomeadamente, a
Treonina254, Histidina354 e a Arginina399.
O local de ligação à ubiquinona requer a presença de alguns resíduos
de aminoácidos indispensáveis para a sua função, nomeadamente, a Prolina160,
Triptofano 163, Triptofano 164, Histidina207 e Isoleucina209 (subunidade B),
Serina27, Isoleucina28 e Arginina31 (subunidade C) e a Tirosina83 (subunidade
D).
Falhas na sucinato desidrogenase podem levar ao aparecimento
de diversas patologias, nomeadamente:
- Síndrome de Leigh, encefalopatia mitocondrial e atrofia
ótica (mutações na SdhA).
- Paraganglioma hereditário, feocromocitoma hereditário e
produção excessiva de iões superóxido (mutações na SdhB, SdhC e/ou SdhD).
Fumarase
Esta enzima, também designada de fumarato hidratase ou
malato hidroliase, apresenta duas isoformas, uma mitocondrial e outra
citosólica. É uma enzima tetramérica, sendo que o local de ligação ao substrato
é designado por centro catalítico A e envolve aminoácidos de 3 das 4 subunidades.
A enzima apresenta-se em duas formas distintas, E1 e E2. A primeira
é caracterizada pela presença de 2 grupos ácido/base (indispensáveis para a sua
atividade catalítica) sem carga, sendo responsável pela ligação ao fumarato e
posterior transformação química em malato. A forma E2 apresenta os dois grupos ionizados
sob a forma de zwitterião (um com carga positiva e outro com carga negativa),
sendo caracterizado pela ligação ao malato. As duas formas interconvertem-se
durante o ciclo catalítico da enzima.
Deficiência na fumarase é designada por polihidramnios,
estando também associada ao aparecimento de leiofibromiomas na pele e no útero
e carcinoma renal.
Malato desidrogenase
A malato desidrogenase possui duas isoformas distintas, uma
mitocondrial (isoforma 2) e outra citosólica (isoforma 1). É uma enzima que
além de fazer parte do ciclo de Krebs, está igualmente envolvida na
gluconeogénese.
Estruturalmente, possui semelhanças com a lactato
desidrogenase, apresentando uma estrutura homodimérica (subunidades com massas de
30-35 kDa). Cada subunidade apresenta dois domínios, sendo que o primeiro é
caracterizado por uma estrutura em folha-beta, enquanto o outro apresenta o
local de ligação ao NAD+, composto por 4 folhas-beta e uma hélice alfa. As subunidades
interatuam entre si através de ligações de hidrogénio e interações
hidrofóbicas.
O centro ativo da enzima é essencialmente hidrofóbico, com
locais de ligação distintos para o malato e para o NAD+. Apresenta alguns
resíduos de aminoácidos particularmente importantes para a sua atividade catalítica,
nomeadamente, a Arginina102, a Arginina109, o Aspartato168, a Arginina171 e a Histidina195.
quarta-feira, 11 de julho de 2012
Música sobre o citrato
Aqui fica uma música do Dr. Ahern (www.davincipress.com/ metabmelodies.html), desta vez dedicada ao primeiro intermediário do ciclo de Krebs, o citrato. Foi inspirada na canção God Rest Ye Merry Gentlemen.
Citrate Sonata
Our fats and carbs get broken down
To acetyl CoA
Oxaloacetate combines
In cycles TCA
The product of reaction one
Oh, citrate is its name
Iso-citrate, the product that ensues
Atoms got moved
Isocitrate is the product of step two
An oxidation soon occurs
Reducing NAD
An alpha-ketoglutarate
Resulting from step three
From here we could make glutamate
That is, if there’s a need
Don’t forget that we lost a CO2
Yes it is true
In reaction three we lost a CO2
So what’s the point of all these steps?
Well, let me tell you, friend
We use electron carriers
In working towards our end
Of synthesizing ATP
(A metabolic trend)
Oxidize, and then oxidize some more
Here in step four
Ketoglutarate gets oxidized some more
The enzyme with cofactors five
Including TPP
Lipoate, FAD, CoA
And also NAD
A succinyl that’s on CoA
Is what gets made, you see
This reaction occurs so fav’rably
Don’t you agree?
It’s a good reaction energetically
With four more steps, we’re halfway there
So let me summarize
When CoA’s lost we see that GT-
P is synthesized
The succinate that is produced
Will soon get oxidized
FAD goes to FADH2
What did we do?
We made fumarate and FADH2
Add water ‘cross the double bond
And malate we create
With one last NAD we can
Then dehydrogenate
To give a final product of
Oxaloacetate
It’s removed, and this lowers Delta G
Oh yes, indeed
It’s through pulling that this last step can proceed
.
Citrate Sonata
Our fats and carbs get broken down
To acetyl CoA
Oxaloacetate combines
In cycles TCA
The product of reaction one
Oh, citrate is its name
Iso-citrate, the product that ensues
Atoms got moved
Isocitrate is the product of step two
An oxidation soon occurs
Reducing NAD
An alpha-ketoglutarate
Resulting from step three
From here we could make glutamate
That is, if there’s a need
Don’t forget that we lost a CO2
Yes it is true
In reaction three we lost a CO2
So what’s the point of all these steps?
Well, let me tell you, friend
We use electron carriers
In working towards our end
Of synthesizing ATP
(A metabolic trend)
Oxidize, and then oxidize some more
Here in step four
Ketoglutarate gets oxidized some more
The enzyme with cofactors five
Including TPP
Lipoate, FAD, CoA
And also NAD
A succinyl that’s on CoA
Is what gets made, you see
This reaction occurs so fav’rably
Don’t you agree?
It’s a good reaction energetically
With four more steps, we’re halfway there
So let me summarize
When CoA’s lost we see that GT-
P is synthesized
The succinate that is produced
Will soon get oxidized
FAD goes to FADH2
What did we do?
We made fumarate and FADH2
Add water ‘cross the double bond
And malate we create
With one last NAD we can
Then dehydrogenate
To give a final product of
Oxaloacetate
It’s removed, and this lowers Delta G
Oh yes, indeed
It’s through pulling that this last step can proceed
.
terça-feira, 24 de abril de 2012
Ciclo de Krebs (enzimas) - parte 1
O ciclo de Krebs é uma via metabólica composta por 8 reações
bioquímicas, cada uma catalisada por uma enzima diferente. Aqui ficam algumas
informações sobre as primeiras quatro enzimas do ciclo de Krebs…
Citrato sintase
A citrato sintase é uma enzima amplamente utilizada como um biomarcador
enzimático da presença de mitocôndrias intactas, seja em culturas celulares ou
em preparações organelares. Apesar de ser uma enzima mitocondrial, é codificada
pelo DNA nuclear e sintetizada no citosol.
Esta enzima é a primeira enzima regulatória do ciclo de
Krebs. Utiliza dois substratos diferentes, o oxaloacetato e a acetil-CoA. O oxaloacetato
liga-se primeiramente à enzima, o que induz alterações conformacionais que
criam o local de ligação para a acetil-CoA.
Do ponto de vista estrutural, é
composta por 437 resíduos de aminoácidos e apresenta duas subunidades, cada uma
com cerca de 20 hélices alfa. O centro ativo apresenta 3 resíduos de
aminoácidos indispensáveis para a função catalítica da enzima, pois estabelecem
interações específicas com os substratos – His274, His320 e Asp-375.
O seu mecanismo de ação envolve uma condensação aldólica. Para
uma visão em vídeo do mecanismo de ação da citrato sintase, clique aqui.
Aconitase
A aconitase é uma enzima que apresenta um centro de
ferro-enxofre funcional [Fe4S4]2+, que
interatua com 3 resíduos de cisteína da enzima. É particularmente sensível ao
stress oxidativo e, em especial, ao anião superóxido, devido ao centro de
ferro-enxofre.
Apresenta dois homólogos no nosso organismo, nomeadamente, a iron-responsive element-binding protein
(IRE-BP) e a 2-isopropilmalato desidratase (ou alfa-isopropilmalato isomerase).
Do ponto de vista estrutural, a aconitase apresenta duas
conformações, uma para o estado inativo e outra para o estado ativo. Na forma inativa,
possui quatro domínios, sendo que os primeiros três estabelecem interações com
o centro de ferro-enxofre, enquanto o último possui o centro ativo. Quando se
torna ativa, a enzima sofre alterações no centro de ferro enxofre (passa de Fe3S4
para Fe4S4), sendo esta a principal diferença entre as duas
conformações da enzima.
O seu mecanismo de ação recorre a um mecanismo de desidratação-hidratação,
através do intermediário cis-aconitato.
O seu centro ativo
possui dois resíduos de aminoácidos particularmente importantes para a
atividade catalítica – His101 e Ser642.
A importância desta enzima do ponto de vista fisiológico é
suportada pela existência de várias doenças que a afetam. Uma delas é designada
por deficiência em aconitase. É provocada por uma mutação no gene que codifica uma
proteína responsável pela montagem do centro de ferro-enxofre. Esta doença
causa miopatia e intolerância ao exercício, pois o catabolismo aeróbico destes
indivíduos está comprometido. Outra doença é a ataxia de Friedreich (FRDA),
caraterizada por uma menor atividade da aconitase e de outra enzima do ciclo de
Krebs. A sucinato desidrogenase. Além destas, há estudos que apontam para uma
possível relação entre a aconitase e a diabetes. Contudo, trata-se ainda de uma
hipótese que tem que ser melhor caracterizada.
Isocitrato
desidrogenase
A isocitrato desidrogenase é a segunda enzima regulatória do
ciclo de Krebs. Há três isoformas diferentes da isocitrato desidrogenase. Uma
existe apenas na matriz mitocondrial e utiliza o NAD+ como aceitador
de eletrões. As outras isoformas utilizam o NADP+ como aceitador de
eletrões e aparentam ter como principal função a formação de NADPH, essencial
para as reações anabólicas redutoras. Estas formas estão presentes na matriz mitocondrial,
no citosol e no peroxissoma.
As formas que utilizam NADP+ como cofator possuem
uma estrutura homodimérica, enquanto as que utilizam NAD+ é um
heterotetrâmero.
A reação catalisada pela isocitrato desidrogenase envolve a
formação de um intermediário, o oxalossuccinato.
Do ponto de vista clínico, foram encontradas algumas
mutações na isocitrato desidrogenase em alguns tumores cerebrais, nomeadamente,
astrocitoma, oligodendroglioma e glioblastoma multiforme. Também há alguns
estudos que apontam para uma possível relação entre mutações na enzima e a
leucemia mieloide aguda.
Alfa-cetoglutarato
desidrogenase
Este é o terceiro (e último!) ponto de regulação do ciclo de
Krebs.
Esta enzima, que também pode ser designada por oxoglutarato
desidrogenase, é, na realidade um complexo multienzimático. É formado pelas
seguintes enzimas: alfa-cetoglutarato desidrogenase, dihidrolipoil
succiniltransferase e dihidrolipoil desidrogenase. Apresenta uma composição e
um mecanismo de reação muito semelhante ao complexo piruvato desidrogenase. Devido
a isso, pensa-se que possivelmente ambos os complexos tiveram uma origem comum
e a certa altura do percurso evolutivo sofreram evolução divergente.
Clinicamente, este complexo enzimático funciona como um
autoantigénio na cirrose biliar primária, uma forma aguda de falha hepática. Além
disso, a sua atividade catalítica também se encontra diminuída em várias
doenças neurodegenerativas.
domingo, 26 de fevereiro de 2012
quarta-feira, 21 de setembro de 2011
Vídeo sobre o ciclo de Krebs (3)
Este vídeo é diferente... é sobre o ciclo de Krebs, mas numa versão de Legos! :)
segunda-feira, 19 de setembro de 2011
Ciclo de Krebs (reações) - parte 2
Passo 5: conversão de succinil-CoA em succinato
Esta reacção requer Mg2+. A enzima que catalisa esta reação, succinil-CoA sintetase, quebra a ligação tioéster (S-CoA), libertando uma grande quantidade de energia que é utilizada para fosforilar o GDP em GTP. É mais um exemplo de um acoplamente energético.
Passo 6: oxidação de succinato a fumarato
O succinato é oxidado a fumarato, levando à produção de FADH2 a partir de FAD. A reação é catalisada pela succinato desidrogenase que é a única enzima do ciclo de Krebs que não está na matriz, mas sim fortemente associada à membrana interna da mitocôndria.
Passo 7: Hidratação de fumarato a malato
Esta enzima é altamente estéreo-específica, produzindo apenas o esteroisómero L-malato. A reação é reversível nas condições celulares.
Passo 8: oxidação do malato a oxaloacetato
Esta reacção produz uma molécula de NADH a partir de NAD+. Em condições intracelulares a reacção está bastante deslocada no sentido inverso, mas como o oxaloacetato é continuamente removido (pela reacção de síntese de citrato, pela gluconeogénese ou por transaminação para originar aspartato), o equilíbrio é deslocado no sentido directo. O oxaloacetato utilizado na primeira reação do ciclo de Krebs é então regenerado, pelo que teoricamente uma molécula de oxaloacetato pode estar envolvida na oxidação de um número infinito de moléculas de acetil-CoA (tem um papel “catalítico”) e, por isso, o oxaloacetato está presente nas células em concentrações muito baixas.
Principais fontes bibliográficas:
- Quintas A, Freire AP, Halpern MJ, Bioquímica - Organização Molecular da Vida, Lidel
- Nelson DL, Cox MM, Lehninger - Principles of Biochemistry, WH Freeman Publishers
quarta-feira, 14 de setembro de 2011
sexta-feira, 9 de setembro de 2011
Ciclo de Krebs (reações) - parte 1
Passo 1: fomação de citrato
Esta reacção irreversível é o 1º ponto de regulação do ciclo de Krebs. É uma reação em que o oxaloacetato se condensa com a acetil-CoA. Nesse processo forma-se um intermediário bastante energético (citroil-CoA) que rapidamente se converte em citrato. A molécula de CoA-SH libertada é reciclada para participar numa nova descarboxilação oxidativa do piruvato (catalisada pelo complexo piruvato desidrogenase).
Passo 2: formação de isocitrato via cis-aconitato
Esta reacção ocorre através da formação de um intermediário, o cis-aconitato, que se obtém por desidratação do citrato. Seguidamente, o cis-aconitato é hidratado formando-se isocitrato. Portanto, o citrato e o isocitrato são isómeros. Apesar desta reacção em condições celulares estar deslocada no sentido de produzir apenas cerca de 10% de isocitrato, o rápido consumo deste produto de reacção desloca a reacção no sentido directo. O fluoroacetato é uma molécula tóxica porque em condições fisiológicas converte-se em fluoroacetil-CoA, que se condensa com o oxaloacetato para formar fluorocitrato, o que inibe a aconitase, causando acumulação de citrato.
Passo 3: oxidação de isocitrato a α-cetoglutarato e CO2
Esta reação é um exemplo de uma descarboxilação oxidativa irreversível, sendo o 2º ponto de regulação do ciclo de Krebs. Na realidade, esta reação é um conjunto de 3 reações diferentes:
1. Desidrogenação do isocitrato, originando oxalosuccinato e produzindo-se NADH.
2. Ligação do Mn2+ ao grupo carbonilo do oxalosuccinato, estabilizando o enol e promovendo a libertação de CO2.
3. Hidrogenação, com arranjo do híbrido de ressonância.
Passo 4: oxidação de α-cetoglutarato a succinil-CoA e CO2
Esta reação, tal como a anterior, é outro exemplo de uma descarboxilação oxidativa irreversível. É o 3º (e último!) ponto de regulação do ciclo de Krebs. Esta reacção é virtualmente idêntica à descarboxilação oxidativa do piruvato, levando também à formação de NADH. É uma reação muito exergónica devido à energia armazenada na ligação S-CoA.
Principais fontes bibliográficas:
- Quintas A, Freire AP, Halpern MJ, Bioquímica - Organização Molecular da Vida, Lidel
- Nelson DL, Cox MM, Lehninger - Principles of Biochemistry, WH Freeman Publishers
segunda-feira, 29 de agosto de 2011
Ciclo de Krebs (generalidades) - parte 2
Por cada ciclo de Krebs efectuado, são produzidas 3 moléculas de NADH, 1 de FADH2 e 1 de ATP(GTP).
A passagem dos electrões de uma molécula de NADH para o O2 na fosforilação oxidativa leva à formação de 2,5 moléculas de ATP. Se o dador de electrões for o FADH2, são formadas 1,5 moléculas de ATP. Portanto, uma molécula de glucose, completamente oxidada a CO2, via glicólise, piruvato desidrogenase, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa, origina 32 moléculas de ATP.
O ciclo de Krebs desempenha um papel central no metabolismo celular, pois todos os nutrientes que podem ter um papel “energético” geram no seu catabolismo acetil-CoA.
Além de oxidar acetil-CoA a CO2 e produzir ATP, NADH e FADH2, também recebe vários intermediários resultantes de várias vias catabólicas. Oxaloacetato e α-cetoglutarato, por exemplo, são os produtos da decomposição de aspartato e glutamato. Além de receber intermediários de vários processos catabólicos, fornece também vários intermediários para processos anabólicos. Devido a esta característica (servir vias catabólicas e anabólicas) o ciclo de Krebs é um processo anfibólico.
Oxaloacetato e α-cetoglutarato são também percursores de aminoácidos e das bases púricas e pirimídicas. Oxaloacetato é convertido em glucose na gluconeogénese, succinil-CoA é intermediário na síntese do anel porfirínico dos grupos heme.
Quando os intermediários do ciclo de Krebs são desviados para processos biossintéticos, a sua quantidade é reposta por reacções anapleróticas. A reacção anaplerótica mais importante no fígado e nos rins é a carboxilação reversível do piruvato para originar oxaloacetato. A enzima que catalisa esta reacção é a piruvato carboxilase e é estimulada por acetil-CoA. Outra reacção anaplerótica importante é a carboxilação do fosfoenolpiruvato originando oxaloacetato. A enzima que catalisa esta reacção é a fosfoenolpiruvato e é estimulada por frutose-1,6-bisfosfato. Outras reacções anapleróticas importantes são as transaminações, de forma a obter aminoácidos (os intermediários do ciclo fornecem o esqueleto de carbonos). O ciclo também fornece intermediários para a síntese de glucose (gluconeogénese) e de ácidos gordos.
Principais fontes bibliográficas:
- Quintas A, Freire AP, Halpern MJ, Bioquímica - Organização Molecular da Vida, Lidel
- Nelson DL, Cox MM, Lehninger - Principles of Biochemistry, WH Freeman Publishers
sábado, 20 de agosto de 2011
Ciclo de Krebs (generalidades) - parte 1
O ciclo de Krebs é também designado por ciclo do ácido cítrico ou dos ácidos tricarboxílicos. É um processo catabólico que ocorre na mitocôndria, mais concretamente, na matriz mitocondrial (conforme irei destacar num próximo post, apenas uma reacção se dá em associação com a membrana interna da mitocôndria). Neste ciclo a célula oxida moléculas de acetil-CoA a CO2, sendo a energia libertada conservada sob a forma de NADH e FADH2. O ciclo de Krebs é unicamente aeróbio, pois apesar de o O2 não participar directamente no ciclo, o NAD+ e o FAD só podem ser regenerados na mitocôndria através da transferência de electrões para o O2 (no post relativo à regulação do ciclo de Krebs, que irei colocar em breve, vai ser possível ver que se se acumula NADH, que é o que acontece na ausência de O2, o ciclo de Krebs é inibido...).
No ciclo de Krebs oxidamos vários moles de acetil-CoA por dia. Os oxidantes são o NAD+ e o FAD que se reduzem a NADH e FADH2. Na célula só existem algumas micromoles de NAD+ e FAD e dentro da mitocôndria (onde o ciclo ocorre) a regeneração do NAD+ e do FAD depende da cadeia respiratória, pelo que em condições anaeróbias não existe ciclo de Krebs. O ciclo de Krebs é como que um “moinho” em que o “grão” (o substrato) é o grupo acetilo do acetil-CoA e a “farinha” (os produtos) são o CO2 e os electrões (NADH e FADH2); a “mó do moinho” são as enzimas e os compostos intermediários.

Principais fontes bibliográficas:
- Quintas A, Freire AP, Halpern MJ, Bioquímica - Organização Molecular da Vida, Lidel
- Nelson DL, Cox MM, Lehninger - Principles of Biochemistry, WH Freeman Publishers
quinta-feira, 21 de julho de 2011
domingo, 17 de julho de 2011
Jogos sobre o ciclo de Krebs
Aqui fica o link para um jogo sobre o ciclo de Krebs.
http://www.purposegames.com/game/0e38fb1b/info
http://www.purposegames.com/game/0e38fb1b/info
domingo, 19 de junho de 2011
Vídeo sobre o catabolismo dos hidratos de carbono
Neste vídeo é dada uma perspectiva global sobre o catabolismo energético dos hidratos de carbono, abordando os seguintes processos:
- glicólise- ciclo de Krebs
- respiração celular
- fermentação
domingo, 12 de junho de 2011
Vídeo sobre a oxidação do piruvato e o ciclo de Krebs
Aqui fica um vídeo sobre o que acontece ao piruvato na mitocôndria, quando este é utilizado como fonte de energia. É um vídeo muito interessante, com bastante detalhe ao nível das reacções bioquímicas.
segunda-feira, 6 de junho de 2011
Animação sobre o ciclo de Krebs
Aqui fica um link para uma animação sobre o ciclo de Krebs em português.
http://www.mediafire.com/?gyvhl4yyb385xjl
http://www.mediafire.com/?gyvhl4yyb385xjl
segunda-feira, 23 de maio de 2011
Música sobre o Ciclo de Krebs
domingo, 22 de maio de 2011
Ciclo de Krebs (principais aspectos)
Ciclo de Krebs
- Tipo de via metabólica: catabólica cíclica
- Objectivo: obtenção de energia a partir da oxidação de acetil-CoA
- Localização subcelular: matriz mitocondrial
- Condições em que ocorre: aerobiose
- Nº de reacções bioquímicas: 8
- Rendimento energético (por molécula de acetil-CoA): +3 NADH, 1 FADH2 e +1 GTP
- Produto final (por molécula de acetil-CoA): 2 CO2
Subscrever:
Mensagens (Atom)