El ciclo de ácido cítrico del, también conocido como el ciclo de ácido tricarboxílico del (ciclo del TCA del ) o el ciclo de Krebs del, (en ocasiones raras el ciclo de ácido cítrico es sabido por un cuarto nombre, el ciclo de Szent-Györgyi-Krebs del ) es una serie de la enzima - reacciones químicas catalizadas de la importancia central en todas las células vivas que utilicen el oxígeno como parte de la respiración celular . En los eucariotas el ciclo de ácido cítrico está situado en la matriz Mitochondrion . Los componentes y las reacciones del ciclo de ácido cítrico fueron establecidos por el trabajo seminal Albert Szent-Györgyi y Juan Krebs .
En los organismos aerobios el ciclo de ácido cítrico es parte de un camino metabólico implicado en la conversión química de las grasas de los carbohidratos y de las proteínas en el dióxido de carbono y el agua para generar una forma de energía usable. Otras reacciones relevantes en el camino incluyen ésos en la glicolisis y la oxidación del piruvato antes del ciclo de ácido cítrico, y la fosforilación oxidativa después de ella. Además, proporciona los precursores para muchos compuestos incluyendo algunos aminoácidos y es por lo tanto funcional incluso en las células que realizan la fermentación .
Descripción
Dos carbones son oxidados al CO2, y la energía de estas reacciones es transferida a otros procesos metabólicos por GTP (o ATP ), y como electrones en el NADH y el FADH2 . El NADH generado en el ciclo del TCA puede donar más adelante sus electrones en la fosforilación oxidativa para conducir síntesis del ATP; FADH2 covalente se ata a la deshidrogenasa del succcinato, a una enzima que funciona ambos en el ciclo del TCA y a la cadena mitocondrial de la transferencia del electrón en la fosforilación oxidativa. FADH2 de tal modo facilita la transferencia de electrones a la coenzima Q, un intermedio en la cadena de la transferencia del electrón.
El ciclo de ácido cítrico es continuamente nuevos carbones suministrados bajo la forma de acetilo-CoA, entrando en el paso 1 abajo.
Una vista simplificada del proceso
El ciclo de ácido cítrico comienza con el Acetilo-CoA que transfiere su grupo del acetilo del dos-carbón al compuesto del aceptador del cuatro-carbón (oxaloacetato) para formar un compuesto del seis-carbón (citrato).El citrato entonces pasa con una serie de transformaciones químicas, perdiendo primer uno, entonces un grupo carboxilo del segundo como CO2. Los carbones perdidos como CO2 originan de cuál era oxaloacetato, no no directo del acetilo-CoA. Los carbones donados por el acetilo-CoA se convierten en pieza de la espina dorsal del carbón del oxaloacetato después de que la primera vuelta del ciclo de ácido cítrico. La pérdida de los carbones acetilo-CoA-donados como CO2 requiere varias vueltas del ciclo de ácido cítrico. Sin embargo, debido a el papel del ciclo de ácido cítrico en anabolism, no pueden ser perdidas puesto que muchos intermedios del ciclo del TCA también se utilizan como precursores para la biosíntesis de otras moléculas.
La mayor parte de la energía hecha disponible por los pasos oxidativos del ciclo se transfiere como electrones energy-rich a NAD+, formando el NADH. Para cada grupo del acetilo que incorpore el ciclo de ácido cítrico, tres moléculas de NADH se producen.
Los electrones también se transfieren al CAPRICHO del aceptador del electrón, formando FADH2.
En el extremo de cada ciclo, se ha regenerado el oxaloacetato del cuatro-carbón, y el ciclo continúa.
Productos
Los productos de la primera vuelta del ciclo son: uno GTP, tres NADH, un FADH2, dos CO2 .
Porque dos moléculas del acetilo-CoA se producen de cada molécula de la glucosa, dos ciclos se requieren por la molécula de la glucosa. Por lo tanto, en el extremo de todos los ciclos, los productos están: de dos GTP, de seis NADH, de dos FADH2, y de cuatro CO2
Regulación
El aunque la deshidrogenasa del piruvato no sea técnico una parte del ciclo de ácido cítrico, su regulación se incluye aquí.La regulación del ciclo del TCA es determinada en gran parte por disponibilidad del substrato y la inhibición del producto. El NADH, un producto de todas las deshidrogenasas en el ciclo del TCA a excepción de la deshidrogenasa del succcinato, inhibe la deshidrogenasa del piruvato, la deshidrogenasa de Isocitrate y el α - deshidrogenasa del cetoglutarato, y también synthase del citrato. El Acetilo-CoA inhibe la deshidrogenasa del piruvato, mientras que el Succinyl-CoA inhibe el synthase y el synthase del succinyl-CoA del citrato. Cuando está probado in vitro con las enzimas del TCA, el ATP inhibe el synthase del citrato y el α - deshidrogenasa del cetoglutarato; sin embargo, los niveles del ATP no cambian más el de 10% in vivo entre el resto y el ejercicio vigoroso. No hay mecanismo alostérico sabido que puede explicar cambios grandes en tarifa de la reacción de un determinante alostérico cuya concentración cambie menos el de 10%.
El calcio se utiliza como regulador. Activa la deshidrogenasa del piruvato, la deshidrogenasa de Isocitrate y el α - deshidrogenasa del cetoglutarato. Esto aumenta el índice de la reacción de muchos de los pasos en el ciclo, y por lo tanto aumenta flujo a través del camino.
El citrato se utiliza para la inhibición de regeneración, como inhibe el Phosphofructokinase, una enzima implicada en la glicolisis que cataliza la formación del bisphosphate de la fructosa 1.6, un precursor del piruvato. Esto previene una alta tasa constante de flujo cuando hay una acumulación de citrato y de una disminución del substrato para la enzima.
El trabajo reciente ha demostrado un acoplamiento importante entre los intermedios del ciclo de ácido cítrico y la regulación de los factores inducibles ( HIF ) de la hipoxia. HIF desempeña un papel en la regulación de la hemostasia del oxígeno, y es un factor de la transcripción que apunta angiogenesis, el remodelado vascular, el ulitisation de la glucosa, el transporte del hierro y el apoptosis. HIF se sintetiza consititutively y la hidroxilación de por lo menos uno de dos residuos críticos de la prolina media su interation con el complejo de la ligasa del ubiquitin E3 de von Hippel Lindau que los apunta para la degradación rápida. Esta reacción calalysed por el fumarato de los hydroxylases del prolyl 4 y el succcinato se ha identificado como inhibidores potentes de los hydroxylases del prolyl que llevaban así a la estabilización de HIF.
Los caminos metabólicos importantes que convergen en el TCA completan un ciclo
La mayor parte de los caminos catabólicos del cuerpo convergen en el ciclo del TCA, pues el diagrama demuestra. Las reacciones que forman los intermedios del TCA completan un ciclo para llenarlos (especialmente durante la escasez de los intermedios) se llaman las reacciones anapleróticas .El ciclo de ácido cítrico es el tercer paso en el catabolismo (la avería del carbohidrato de azúcares). La glicolisis rompe la glucosa (una seis-carbón-molécula) abajo en el piruvato (una molécula del tres-carbón). En los eucariotas el piruvato se traslada a las mitocondrias . Es convertido en el acetilo-CoA por la descarboxilación e incorpora el ciclo de ácido cítrico.
En el catabolismo de la proteína, las proteínas son analizadas por las enzimas de la proteasa en sus aminoácidos constitutivos. La espina dorsal del carbón de estos aminoácidos puede convertirse en una fuente de energía por ser convertido al Acetilo-CoA y entrando en el ciclo de ácido cítrico.
En el catabolismo gordo, los triglicéridos son hidrolizado para romperlos en los ácidos grasos y el glicerol . En el hígado el glicerol se puede convertir en la glucosa vía el fosfato del dihydroxyacetone y glyceraldehyde-3-phosphate por la gluconeogénesis . En muchos tejidos, especialmente el tejido del corazón, los ácidos grasos se analiza con un proceso conocido como oxidación beta que dé lugar al acetilo-CoA que se puede utilizar en el ciclo de ácido cítrico. La oxidación a veces beta puede rendir el propionyl CoA que puede dar lugar a la producción adicional de la glucosa por gluconeogénesis en el hígado.
El ciclo de ácido cítrico es seguido siempre por la fosforilación oxidativa . Este proceso extrae la energía (como electrones) del NADH y de FADH2, oxidándolos a NAD+ y al CAPRICHO, respectivamente, de modo que el ciclo pueda continuar. Considerando que el ciclo de ácido cítrico no utiliza el oxígeno, la fosforilación oxidativa hace.
La energía total ganada de la avería completa de una molécula de glucosa por la glicolisis, el ciclo de ácido cítrico y los iguales de la fosforilación oxidativa cerca de 36 moléculas del ATP. El ciclo de ácido cítrico se llama un camino anfibólico porque participa en el catabolismo y el Anabolism .
Ver también
Ciclo de CalvinDescarboxilación oxidativa
Ácido cítrico
Glicolisis
Descarboxilación del piruvato
Fosforilación oxidativa
Ciclo de Krebs (reductor) reverso
Ciclo del glicoxilato
Juan Adolfo Krebs
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