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7/30/2019 Bioquimica_aula18

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A U L A 1 8 B I O Q U M I C A

O CICLO DOS CIDOSTRICARBOXLICOS OU DO

CITRATO

3. Metabolismo Bioenergtico


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Metabolismo energtico das clulas

Gliclise

Ciclo dos cidostricarboxlicos

ATP

Cadeiarespiratria efosforilao

oxidativa

Beta-oxidao


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C I C L O D O S C I D O S T R I C A R B O X L I C O S

Metabolismo Energtico


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O ciclo TCA (tricarboxilic acid cycle), dos cidostricarboxlicos, de Krebs, do cido ctrico/citrato

O TCA uma via central do metabolismo dasclulas anabolismo e catabolismoLocaliza-se na matriz mitocondrial uma via cclica, que alimentada por entrada deacetil-CoA

Serve para produo de energia(equivalentes redutores NADH,FADH2 e tambm ATP)Serve para produzir precursores devias de sntese diversas (oxaloacetato,

succinil-CoA e -cetoglutarato)


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Viso global do TCA Fase descarboxilativa

Conjugao de 1 molcula de2C (o acetilo do acetil-CoA)com uma de 4C (oxaloacetato)

6 C (citrato)

Isomerizao de 1lcool 3rio a lcool2rio, possvel deser oxidado

Descarboxilaooxidativa n 1

6 C (Isocitrato)

5 C (-cetoglutarato)

Descarboxilaooxidativa n 2

Enzimas Citrato sintase (1) Aconitase (2 a e b) Isocitrato

desidrogenase (3) -cetoglutarato

desidrogenase(4)

Nesta fase gera-se

1 NAD(P)H1 NADH

2 CO2

9 reaces2 fases2 C (acetil-CoA)


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Viso global do TCAFase de regenerao do oxaloacetato

4C (malato)

4C (Fumarato)

Vrias reacesde oxidao paratransformar osuccinato emoxaloacetato

EnzimasSuccinil-CoA sintetase (5)Succinato desidrogenase (6)Fumarase(7)Malato desidrogenase(8)

Nesta fase gera-se1 FADH21 NADH

1 ATP/GTP

4C (oxaloacetato)

4C (Succinato)


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O TCA passo a passo fase descarboxilativa

Reaco de condensao aldlica

Citrato sintase(acetil-CoA: oxaloacetato C-acetil transferase)EC 2.3.3.1

O C metlico dogrupo acetiloperde 1 H+

O carbanioresultante faz ataquenucleoflico ao C dogrupo carbonilo do

oxaloacetato

O intermedirio citroil-CoA instvel ehidroliza espontaneamente a ligao

tioster, libertando muita Energia

Este um dospontos de regulao da via


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Reaco 2 e 3

Reaco de isomerisao em queocorre a transformao de umlcool tercirio em secundrio

O intermedirio cis-aconitato no se liberta do enzima

Esta reaco reversvel, mas oconsumo rpido do isocitrato formadomantm a direco do fluxo da via

Aconitase

Citrato (Isocitrato)hidroliaseEC4.2.1.3


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Descarboxilao oxidativa

Isocitrato:NAD+ oxidoreductase(EC 1.1.1.41)

Intermedirio instvel(oxalosuccinato)

Desidrogenao

do isocitrato Descarboxilaoespontnea

Reaco exergnica

6 C 5 C + CO2


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Segunda descarboxilao oxidativa (fim da fase descarboxilativa)

2-oxoglutarato: [di-hidrolipoilolisina succinil transferase] lipoilo lisina 2-oxidoredutase

(EC 1.2.4.2)

Este sistema enzimtico muito semelhante ao sistema piruvato desidrogenaseTem tambm 3 componentes enzimticos :

E1-a-cetoglutarato desidrogenaseE2-di-hidrolipoilo transacetilaseE3-dihidrolipoilo desidrogenase

Os Co-factores so os mesmos: NAD+,FAD, TPP, lipoato e CoA-SH

5 C

4C


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O TCA passo a passo fase de regenerao do oxaloacetato

Reaco de tilise do succinil-CoA a succinato

Sintetase

Esta reaco apresenta uma variao de energia de Gibbs muito negativa,sendo acoplada fosforilao de GDP ou ADP, originando GTP ou ATP

Succinil-CoA Sintetaseespecfica de GTP

(EC 6.2.1.5)

Succinil-CoA Sintetaseespecfica de ATP(EC 6.2.1.5)

ouATPouADP


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Reaco de oxidao do succinato a fumarato

Este o nico enzima que est associado membrana da mitocndria. um ponto comum cadeia respiratria.

COMPLEXO IIda cadeia respiratria

Succinato:ubiquinonaoxidoreductase

(EC 1.3.5.1)

2 Domnios: Domnio de oxidao do succinato a fumarato Domnio de Transferncia de electres do FADH2 para a ubiquinona


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Reaco de hidratao do fumarato a malato

Fumarato hidratase oumalato hidroliase

EC4.2.1.2

Enzima muito semelhante, no centro activo, aconitase

Cataliza a trans-hidratao estereoespecfica da ligao dupla


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Reaco de oxidao do malato a oxaloacetato --- ltima reaco

L-malato:NAD+ oxidoreductaseEC 1.1.1.37

G0=29,7 kJ/mol

Esta reaco muito pouco favorvel (muito endergnica), mas ocorre porque a

seguinte, catalizada pela Citrato sintase (reaco 1 do ciclo) muito exergnica.Como uma reaco em equilbrio, o consumo do oxaloacetato favorece a reaco aocorrer na mitocndria

Os nveis de oxaloacetato so muito baixos na mitocondria


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Anlise e Balano Energtico do TCA

Segunda entrada de acetil CoA

Terceira entrada de acetil CoA

Primeira entrada de acetil CoA

CO2CO2

Sada dos C da primeira entrada

3 NADH 3x 2,5 ATP1 GTP (ou ATP) 1 ATP1 FADH2 + 1,5 ATP

10 ATP


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O TCA mais do que produo de Energiatambm desempenha funes biossintticas

Reaces cataplerticas

Reaces que removemintermedirios do ciclopara fins de biossntese

Citrato

Oxaloacetato-cetoglutarato

Succinil-CoA

AminocidosGlucoseGrupo hemoc gordos

transaminases

Reaces anaplerticasReaces que repemintermedirios no ciclo

Piruvato carboxilaseconverte piruvato em

oxaloacetato


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Vias anaplerticas a partir de aminocidos

Citrato

isocitrato

-ceto

glutarato

Succinil-CoA

succinato

fumarato

malato

Oxalo-acetato

AspartatoAsparagina

Acetil-CoA

GlutamatoGlutamina

ProlinaHistidinaArginina

FenilalaninaTirosina

MetioninaIsoleucina

Valina

Leu, Ile, Lys,Fen, Tyr, Trp,

Thr


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Regulao do Cilco dos cidos Tricarboxlicos

Citrato Sintase

Isocitratodesidrogenase

-cetoglutaratodesidrogenase

Inibio por produto

Nveis energticos da clula

ATPNADHADP

Nveis de citrato e succinil-CoA controlam a via

Inibio por produto

Moduladores alostreos Km para os substratos


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bibliografia

Captulo 26


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Questes

1. Quantas molculas de ATP so geradas quando duas molculas de acetil-CoA soconvertidas em quatro molculas de CO2 atravs do ciclo do cido ctrico?

2. Um dos pontos de regulao do ciclo do cido ctrico a -cetoglutaratodesidrogenase. Quais os moduladores da actividade deste enzima? Que tipo deregulao se trata?

3. Caso ocorra um dfice de oxaloacetato, como que possvel repor esteintermedirio para que o ciclo do cido ctrico funcione?

4. O ciclo do cido ctrico transforma uma molcula de citrato numa molcula deoxaloacetato, a qual necessria para o ciclo continuar. Se um dos intermediriosdo ciclo do cido ctrico for utilizado como precursor para a biossntese deglucose ou de aminocidos, pode ocorrer a sntese de novo de oxaloacetato a

partir de acetil-CoA com os enzimas do ciclo do cido ctrico?5. Quantos ciclos so necessrios para converter os C do acetil-CoA em CO2?

6. Descreva a reaco catalizada pelo citrato sintase?

7. Se a citrato sintase estiver inibida, qual dos metabolitos tender a acumular-se,oxaloacetato ou malato. Porqu?

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