Ciclo do Ácido Cítrico (Ciclo de Krebs)

O ciclo do ácido cítrico, também denominado ciclo de Krebs ou ciclo do ácido tricarboxílico, é o centro mitocondrial do metabolismo oxidativo. Ele aceita o grupo acetil de dois carbonos da acetil-CoA, oxida-o completamente a dióxido de carbono e, ao fazê-lo, reduz as coenzimas NAD+ e FAD que fornecem elétrons para a cadeia respiratória.

Definition

O ciclo do ácido cítrico é a via mitocondrial cíclica de oito reações na qual o grupo acetil da acetil-CoA é condensado com oxaloacetato e oxidado a duas moléculas de CO2, regenerando oxaloacetato enquanto produz coenzimas reduzidas (NADH e FADH2) e um fosfato de alta energia por volta.

Scope

A entrada abrange a sequência cíclica de oito etapas, desde a síntese de citrato até a regeneração de oxaloacetato, seus produtos (coenzimas reduzidas, GTP/ATP e CO2), seu duplo papel tanto na produção de energia quanto na biossíntese, e sua regulação. Trata o ciclo como um tópico metabólico em bioquímica, e não como orientação clínica.

Core questions

• Como o grupo acetil da acetil-CoA é oxidado a dióxido de carbono?
• Quais são os produtos geradores de energia de uma volta do ciclo?
• Como o ciclo se conecta à cadeia de transporte de elétrons?
• Como o ciclo desempenha papéis catabólicos e biossintéticos?

Key concepts

• Acetil-CoA como molécula de entrada
• Condensação com oxaloacetato para formar citrato
• Duas etapas de descarboxilação liberando CO2
• Produção de NADH, FADH2 e GTP/ATP por volta
• Regeneração de oxaloacetato (natureza cíclica)
• Função anfibólica no catabolismo e biossíntese
• Reações anapleróticas reabastecendo intermediários

Mechanisms

Cada volta começa quando o grupo acetil de dois carbonos da acetil-CoA se condensa com o oxaloacetato de quatro carbonos para formar citrato. Uma série de reações de isomerização, oxidação e descarboxilação libera então duas moléculas de CO2, reduz três NAD+ a NADH e um FAD a FADH2, e produz uma molécula de GTP ou ATP por fosforilação em nível de substrato, enquanto regenera oxaloacetato para que o ciclo possa continuar. As coenzimas reduzidas transportam seus elétrons para a cadeia de transporte de elétrons, onde a maior parte do ATP é finalmente produzida. Além da oxidação, vários intermediários do ciclo são retirados para a biossíntese; reações anapleróticas reabastecem esses intermediários para que o ciclo continue girando, conferindo-lhe um caráter anfibólico.

Clinical relevance

Como o ciclo se encontra na encruzilhada do metabolismo de carboidratos, gorduras e aminoácidos, distúrbios em suas enzimas ou no suprimento de seus intermediários podem ter amplas consequências metabólicas, e mutações em certas enzimas do ciclo estão associadas a doenças. Esta entrada explica a bioquímica e não é uma base para diagnóstico ou tratamento individual.

History

Hans Krebs, baseando-se em observações anteriores sobre a oxidação de ácidos orgânicos em tecidos e no trabalho de Albert Szent-Györgyi sobre catalisadores respiratórios, formulou a via cíclica em 1937, demonstrando que a oxidação de unidades acetil prossegue através de uma sequência auto-regeneradora de ácidos tricarboxílicos e dicarboxílicos. A descoberta da coenzima A por Fritz Lipmann posteriormente esclareceu como os grupos acetil entram no ciclo, e a via tornou-se um pilar da bioquímica metabólica.

Key figures

• Hans Krebs
• Albert Szent-Györgyi
• Fritz Lipmann

Seminal works

• krebs-1937

Frequently asked questions

Por que o ciclo do ácido cítrico é chamado de ciclo?

Porque sua reação final regenera o oxaloacetato, a molécula que inicia a sequência; a via retorna ao seu ponto de partida a cada volta, de modo que um pequeno conjunto de intermediários pode processar muitos grupos acetil.

O ciclo do ácido cítrico produz diretamente a maior parte do ATP da célula?

Não. Cada volta produz apenas uma molécula de GTP ou ATP diretamente; a principal contribuição energética do ciclo são as coenzimas reduzidas NADH e FADH2, que impulsionam a maior parte da produção de ATP na cadeia de transporte de elétrons.