Princípios de Bioquímica/ciclo de Krebs ou ciclo do ácido Cítrico
Citrato de synthaseEdit
A enzima citrato sintase (E. C. 2.3.3.1 ) existe em quase todas as células vivas e se destaca como um ritmo de tomada de enzima na primeira etapa do Ciclo do Ácido Cítrico (ou Ciclo de Krebs). A citrato sintase é localizada dentro de células eucarióticas na matriz mitocondrial, mas é codificada pelo DNA nuclear em vez de mitocondrial. É sintetizado usando ribossomas citoplasmáticos, então transportado para a matriz mitocondrial. Citrato sintase é comumente usado como um marcador enzimático quantitativo para a presença de mitocôndrias intactas.Citrato sintetase catalisa a reação de condensação do resíduo de acetato de dois carbonos da acetil coenzima A e uma molécula de oxaloacetato de quatro carbonos para formar o citrato de seis carbonos.O oxaloacetato será regenerado após a conclusão de uma rodada do ciclo Krebs.
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Oxaloacetic ácido
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o ácido Cítrico
a acetil-CoA + oxaloacetate + H2O → citrate + CoA-SH
Oxaloacetate é o primeiro substrato para ligar à enzima. Isto induz a enzima a alterar a sua conformação, e cria um local de ligação para a acetil-CoA. Só quando este citroil-CoA se formar é que outra mudança de conformação causará hidrólise do tioéster e libertará a coenzima A. Isto garante que a energia libertada da clivagem da ligação tioéster irá conduzir a condensação.
AconitaseEdit
Aconitase (aconitate hydratase; CE 4.2.1.3) é uma enzima que catalisa a isomerização estéreo-específica do citrato para isocitrato via CIS-aconitato no ciclo do ácido tricarboxílico, um processo não-redox-ativo.
Isocitrate dehydrogenaseEdit
Isocitrate desidrogenase (CE 1.1.1.42) e (CE 1.1.1.41), também conhecido como IDH, é uma enzima que participa no ciclo do ácido cítrico. Catalisa o terceiro passo do ciclo: a descarboxilação oxidativa do isocitrato, produzindo alfa-cetoglutarato (α-cetoglutarato) e CO2 enquanto convertia NAD+ para NADH. Este é um processo de duas etapas, que envolve a oxidação de isocitrate (um álcool secundário) para oxalosuccinate (uma cetona), seguido pela descarboxilação do grupo carboxilo beta para a cetona, formando alfa-cetoglutarato. Outra isoforma da enzima cataliza a mesma reação, no entanto esta reação não está relacionada ao ciclo do ácido cítrico, é realizada no citosol, bem como na mitocôndria e peroxisoma e usa NADP+ como um cofator em vez de NAD+.
no ciclo do ácido cítrico, o isocitrato, produzido a partir da isomerização do citrato, sofre oxidação e descarboxilação. Usando a enzima Isocitrato desidrogenase( IDH), o isocitrato é mantido dentro do seu local activo por cercar arginina, tirosina, asparagina, serina, treonina e aminoácidos do ácido aspártico. A primeira caixa mostra a reacção global da isocitrato desidrogenase. Os reagentes necessários para este mecanismo enzimático funcionar São isocitrato, nad+/NADP+, e Mn2+ ou Mg2+. Os produtos da reação são alfa-cetoglutarato, dióxido de carbono, e NADH + H+ / NADPH + H+. Moléculas de água são usadas para ajudar a desprotonar os oxigenos (O3) da isocitrato.A segunda caixa é o Passo 1, que é a oxidação do alfa-C (C#2).A oxidação é o primeiro passo que a isocitrato passa. Neste processo, o grupo álcool fora do alfa-carbono (C#2) é desprotonado e os elétrons fluem para o Alfa-C formando um grupo cetona e removendo um hidreto de C#2 usando nad+/NADP+ como um elétron aceitando cofator. A oxidação do alfa-C permite uma posição em que os elétrons (no próximo passo) estarão descendo do grupo carboxilo e empurrando os elétrons (fazendo o oxigênio duplo ligado) de volta ao oxigênio ou pegando um próton próximo de um aminoácido lisina próximo.A terceira caixa é o Passo 2, que é a descarboxilação do oxalosuccinato. Nesta etapa, o oxigênio do grupo carboxilo é desprotonado por um aminoácido tirosina próximo e esses elétrons fluem para baixo para o carbono 2. O dióxido de carbono deixa o carbono beta do isocitrato como um grupo de saída com os elétrons fluindo para o oxigênio cetona fora do alfa-c colocando uma carga negativa sobre o oxigênio do alfa-C e formando uma ligação dupla alfa-beta insaturada entre carbons 2 e 3. O par solitário no oxigênio Alfa-C apanha um próton de um aminoácido lisina próximo.A quarta caixa é o Passo 3, que é a saturação da ligação dupla alfa-beta insaturada entre os carbons 2 e 3. Neste passo da reação, a lisina desprotona o oxigênio do carbono alfa e o par solitário de elétrons no oxigênio do carbono alfa vem reformando a dupla ligação cetona e empurrando o par solitário (formando a dupla ligação entre o carbono alfa e beta) para fora, captando um próton do aminoácido tirosina próximo. Esta reação resulta na formação de alfa-cetoglutarato, NADH + H+/NADPH + H+, E CO2.
α-ketoglutarato desidrogenaseedit
o complexo de oxoglutarato desidrogenase (OGDC) ou o complexo de α-cetoglutarato desidrogenase é um complexo enzimático, mais conhecido pelo seu papel no ciclo do ácido cítrico.A reação catalisada por esta enzima do ciclo do ácido cítrico é:
α-cetoglutarato + NAD+ + CoA → Succinyl CoA + CO2 + NADH
Esta reação prossegue em três etapas:a descarboxilação do α-cetoglutarato,redução de NAD+ a NADH,e posterior transferência para o CoA, que constitui o produto final, succinyl CoA.ΔG°’ para esta reacção é -7,2 kcal mol-1. A energia necessária para esta oxidação é conservada na formação de uma ligação tioéster de succinil CoA.
Succinyl coenzima A synthetaseEdit
Succinyl coenzima A sintetase (succinato thiokinase) catalisa a formação de succinato e coenzima-A, de 4 de carbono metabólito, a partir de succinyl-CoA.Succinil-CoA sintetase catalisa uma etapa reversível no ciclo do ácido cítrico, que envolve a fosforilação do nível de substrato do PIB.
Succinato dehydrogenaseEdit
Succinato desidrogenase ou succinato-coenzima Q redutase (SQR) ou Complexo II é um complexo enzimático acoplado, para o interior da membrana mitocondrial de mitocôndrias de mamíferos e muitas células bacterianas. É a única enzima que participa tanto no ciclo do ácido cítrico como na cadeia de transporte de electrões.
na fase 8 do ciclo do ácido cítrico, o SQR cataliza a oxidação do succinato a fumarato com a redução da ubiquinona a ubiquinol. Isto ocorre na membrana mitocondrial interna por acoplar as duas reações.
FumaraseEdit
Fumarase (ou fumarato hidratase) é uma enzima que cataliza a hidratação reversível/desidratação de fumarato em s-malato. A Fumarase apresenta-se sob duas formas: mitocondrial e citosólica. A isoenzima mitocondrial está envolvida no ciclo Krebs (também conhecido como ciclo do ácido cítrico) e a isoenzima citosólica está envolvida no metabolismo dos aminoácidos e do fumarato. A localização subcelular é estabelecida pela presença de uma sequência de sinal no amino terminus na forma mitocondrial, enquanto a localização subcelular na forma citosólica é estabelecida pela ausência da sequência de sinal encontrada na variedade mitocondrial.Esta enzima participa em duas outras vias metabólicas: ciclo de carboxilação redutivo (fixação de CO2) e também no carcinoma das células renais.
Malato desidrogenaseedit
Malato desidrogenase (EC 1.1.1.37) (MDH) é uma enzima no ciclo do ácido cítrico que cataliza a conversão do malato em oxaloacetato (usando NAD+) e vice-versa (Esta é uma reação reversível). Malato desidrogenase não deve ser confundido com enzima málico, que catalisa a conversão de malato em piruvato, produzindo NADPH.A malato desidrogenase também está envolvida na gluconeogénese, a síntese de glucose a partir de moléculas mais pequenas. O piruvato na mitocôndria é usado por piruvato carboxilase para formar oxaloacetato, um intermediário do ciclo do ácido cítrico. A fim de obter o oxaloacetato fora das mitocôndrias, a malato desidrogenase reduz – o a malato, e então atravessa a membrana mitocondrial interna. Uma vez no citosol, o malato é oxidado de volta para oxaloacetato por citosólica malato desidrogenase. Por último, o fosfoenol-piruvato carboxi-cinase (PEPCK) converte o oxaloacetato em piruvato de fosfoenol.
