" primeira parte
A enzima que catalisa o quarto estágio do ciclo de Krebs é o α-ceto glutarato desidrogenase; esta enzima é um complexo enzimático muito semelhante à piruvato desidrogenase. Ambos são compostos por 48-60 proteínas nas quais três atividades enzimáticas diferentes são reconhecidas e também têm os mesmos cofatores enzimáticos; são enzimas muito semelhantes porque agem em substratos semelhantes: piruvato e l "α-ceto glutarato, são α- cetoácidos. O mecanismo de ação dos dois complexos enzimáticos é o mesmo.
O ataque do pirofosfato de tiamina na carbonila (C = O) do "α-cetoglutarato, leva à sua descarboxilação e o derivado carboxi-hidroxipropil é formado. Com a transferência subsequente para a lipoamida, ocorre um processo redox interno, a partir do qual é obtido o derivado carboxi da lipoamida ou succinil lipoamida.
A succinil lipoamida então reage com a coenzima A para dar succinil coenzima A (que continua no ciclo de krebs) e a lipoamida reduzida que é reoxidada pelo FAD: o FADH2 que é formado é reoxidado por NAD + e NADH é obtido. Nessa etapa, portanto, ocorreu a segunda eliminação de um carbono do esqueleto carbonáceo, na forma de dióxido de carbono.
Um grupo acila ligado à coenzima A está em uma forma ativada, ou seja, possui um alto conteúdo de energia: é possível, portanto, explorar a energia da succinila coenzima A.
No quinto estágio do ciclo de Krebs, a succinil coenzima A é submetida à ação de succinil tioquinase; duas hipóteses foram feitas sobre seu modo de ação: descreveremos apenas uma das duas por ser a mais credenciada.De acordo com essa hipótese, a succinil coenzima A é atacada pelo nitrogênio de uma histidina (Hys) da enzima: a coenzima A é liberada e um aduto derivado da histidina é formado como intermediário, que é a succinil-enzima (ou succinil-Hys ); um ortofosfato atua neste intermediário, levando à liberação de succinato e à formação da fosfoenzima. A fosfoenzima, atacada pelo difosfato de guanosina (GDP), produz trifosfato de guasnosina (GTP) e a enzima é liberada. Do ponto de vista energético GTP = ATP: a ligação que fornece energia é a mesma em ambas as espécies (é a ligação anidrido entre o fosforil Β e o fosforil γ). Em alguns casos, o GTP é usado como um material com alto teor de energia, mas, geralmente, o GTP é convertido em ATP pela ação da enzima nucleosídeo difosfo quinase (NDPK); é uma enzima encontrada nas células e catalisa a seguinte reação:
N1TP + N2DP → N1DP + N2TP
Nucleosídeo trifosfato de NiTP ® genérico
Difosfato de nucleosídeo NiDP ® genérico
É uma reação reversível; no nosso caso acontece:
GTP + ADP → GDP + ATP
portanto, pode prosseguir para a direita ou para a esquerda, mesmo para pequenas variações nas concentrações dos reagentes.
Se o ciclo de Krebs prossegue a uma velocidade que leva a uma produção de ATP maior do que a necessidade de energia, há uma disponibilidade escassa de ADP enquanto há muito ATP: a reação catalisada pelo nucleosídeo difosfocinase é, então, direcionado para a esquerda (GTP se acumula se o nucleosídeo difosfocinase não tiver substrato suficiente, isto é, ADP). O GTP é, portanto, um sinal de disponibilidade de energia e, portanto, retarda o ciclo de Krebs.
O sexto estágio do ciclo de krebs leva à formação do fumarato pela ação de succinato desidrogenase; esta enzima dá uma reação estereoespecífica quando o insaturado (é um alceno) trans é sempre formado, ou seja, o fumarato (enquanto o isômero cis é o maleato). A succinato desidrogenase é encontrada na membrana mitocondrial interna, enquanto todas as outras enzimas do ciclo de Krebs estão espalhadas pela mitocôndria.
A succinato desidrogenase tem FAD como cofator; é inibido por oxaloacetato (inibição de feedback) enquanto tem succinato e fumarato como seu modulador positivo (ativador). seu ativador. Vamos tentar entender o porquê, saltando para o estágio final do ciclo de krebs. O estágio final do O ciclo de Krebs requer energia, então a única possibilidade de obter oxaloacetato do paciente é que a concentração do paciente seja muito alta: o malato é um dos metabólitos com maior concentração nas células. A reação que converte o malato em oxaloacetato também é favorecida pelo fato de que a concentração de oxaloacetato é mantida baixa pela ação da citrato sintase. A reação catalisada pela succinato desidrogenase é, então, uma reação que se autoalimenta e é a única forma de fazer com que ocorra a transformação do malato em oxaloacetato.
A concentração de malato mitocondrial deve ser compatível com a concentração do malato citoplasmático: somente quando a concentração de malato mitocondrial for tão alta que garanta a conversão do malato em oxaloacetato (no ciclo de Krebs) o malato também pode ser usado em outras formas (que são citoplasmáticas): no citoplasma o malato pode ser convertido em oxaloacetato a partir do qual o aspartato pode ser obtido pela ação do GOT (é uma transaminase) ou da glicose através da gliconeogênese.
Voltamos ao sétimo estágio do ciclo de krebs, que é catalisado pela enzima fumarasi: a água é adicionada de uma forma estereoespecífica para produzir L-malato.
Na última etapa do ciclo de Krebs, de que já falamos, a ação do malato desidrogenase. Esta enzima usa uma molécula NAD + para sua ação catalítica.
Concluímos assim a descrição das várias etapas do ciclo de Krebs.
O ciclo de Krebs é totalmente reversível.
Para aumentar a velocidade do ciclo de krebs, a concentração dos metabólitos presentes nesse ciclo pode ser aumentada; uma das estratégias para aumentar a velocidade do ciclo de krebs consiste em converter parte do piruvato que entra na mitocôndria em oxaloacetato (pela ação da piruvato carboxilase) e não transformar tudo em acetil coenzima A: aumenta assim a concentração de oxaloacetato que é um metabólito do ciclo de krebs e, portanto, aumenta a velocidade de todo o ciclo.
No ciclo de krebs três NAD + são convertidos em três NADH e um FAD em FADH2 e, além disso, um GTP é obtido: canalizando a potência redutora obtida no ciclo de krebs, mais ATP é produzido; na cadeia respiratória, o poder redutor é transferido do NADH e FADH2 para o oxigênio: essa transferência se deve a uma série de enzimas localizadas na membrana mitocondrial que, em sua ação, levam à produção de ATP.
Os processos da cadeia respiratória são processos exergônicos e a energia liberada é utilizada para produzir ATP, a finalidade da célula é explorar os processos exergônicos para fazer a síntese do ATP ocorrer. Para cada molécula de NADH que entra na cadeia respiratória, obtêm-se 2,5 moléculas de ATP e para cada FADH2 1,5 moléculas de ATP; essa diversidade se deve ao fato de que o FADH2 entra na cadeia respiratória em um nível inferior ao do NADH.
Com o poder redutor do metabolismo aeróbio, 30-32 ATP (219-233 kcal / mol) são obtidos com uma eficiência de cerca de 33% (a eficiência do metabolismo anaeróbio é de cerca de 2%).
