1. Introducción al Metabolismo y
Bioenergética
 El Ciclo de Krebs
Profa. Vanessa Miguel
@bioquitips

2. Acoplamiento catabolismo-
anabolismo
Estructuras complejas
Catabolismo ∆G Anabolismo
Estructuras simples

3. Acoplamiento catabolismo-
anabolismo
Lo que ocurre en el metabolismo es que las reacciones
endergónicas (∆G > 0) se acoplan a reacciones
exergónicas (∆G < 0) de manera que :
1. La energía liberada en una de las reacciones es
utilizada por la otra.
2. La suma total de energías libres de una y otra reacción
da un ∆G < 0, por lo que el proceso en conjunto tiene
lugar espontáneamente.

4. Catabolismo y Anabolismo
CATABOLISMO
ANABOLISMO

6. Etapas:
1.-Producción de Acetil
Coenzima-A.
2.-Oxidación del Acetil
Coenzima-A.
3.-Transferencia de
electrones y síntesis de
ATP (fosforilación
Oxidativa).

7. La oxidación del piruvato a Acetil-CoA es catalizada por el
complejo multienzimático de la piruvato deshidrogenasa
(PDH), :
En esta reacción participan 5 coenzimas y 3 enzimas que
conforman el complejo enzimático.

8. Regulación Piruvato
Deshidrogenasa

9. Metabolismo Mitocondrial
El ciclo de Krebs o Ciclo de los Ácidos Tricarboxílicos

10. Metabolismo Mitocondrial
Balance General:
Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi → 2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + CoA-SH + GTP
Consta de 8 reacciones
agrupadas en tres fases:
2. Primera fase: formación de
citrato
3. Segunda fase: reacciones de
descarboxilación oxidativa
4. Tercera fase: regeneración
del oxalacetato

11. Citrato
Oxalacetato

12. CITRATO SINTASA
(a) Forma abierta de una enzima sola; (b) Forma cerrada unida con
oxalacetato (amarillo) y un anàlogo estable del acetil CoA (rojo).

13. Citrato Isocitrato

14. Isocitrato ð-Cetoglutarato

15. SuccinilCoA
ð-Cetoglutarato

16. Succinato
SuccinilCoA

17. Succinato Fumarato

18.  La oxidación del succinato es catalizada por la
succinato deshidrogenasa, flavoproteína que
contiene FAD unido covalentemente.
 Esta enzima está unida a la membrana interna
mitocondrial, el FAD actúa como un aceptor de
hidrógenos en la reacción.

19. Fumarato Malato

20. Malato Oxalacetato

21. Ciclo de Krebs

23. Ciclo de Krebs
 Balance General:
Acetil-CoA (2-C) + 3 NAD+ FAD + GDP + Pi
------------>
3 NADH + FADH2 + CoA-SH + GTP + 2 CO2

24. La regulación
del CK

25. Regulación del Ciclo de Krebs
 Las enzimas con ∆ G negativo que trabajan
fuera del equilibrio son : la citrato sintasa, la
isocitrato deshidrogenasa y la α-
cetoglutarato deshidrogenasa.
 Catalizan las reacciones limitantes del ciclo.

26. Regulación del Ciclo de Krebs
La regulación tiene lugar mediante los
siguientes mecanismos:
 Disponibilidad de los sustratos y coenzimas.
 Inhibición por producto de la reacción
 Inhibición competitiva por ciertos
intermediarios del ciclo.
 Inhibición alostérica

27. Regulación del Ciclo de Krebs
 La regulación del ciclo depende de los mecanismos
que controlen la producción de NADH. Las
deshidrogenasas requieren coenzimas oxidadas
para su funcionamiento (NAD+ y FAD)
 El flujo metabólico del CK está relacionado con el
consumo de oxígeno, la reoxidación del NADH y la
síntesis de ATPen la fosforilación oxidativa
 Acetil-CoA y oxalacetato están a concentraciones
no saturantes de la citrato sintasa, por lo que la
entrada del citrato en el ciclo dependerá de la
disponibilidad de sus sustratos.

28. Regulación del Ciclo de Krebs
 Si hay un mayor consumo de ATP y
desciende la [NADH] mitocondrial y se
incrementa la [oxalacetato], se estimula la
reación catalizada por la citrato sintasa.
 La [oxalacetato] fluctúa con la relación
[NADH]/[NAD+], de acuerdo con la ecuación:

29. Regulación del Ciclo de Krebs
La citrato sintasa:
 Es inhibida por citrato
 Es activada alostericamente por el ADP y el
Ca++
 El Succinil-CoA compite por la enzima y la
inhibe
 Es inhibida alostericamente por el ATP el
cual aumenta el Km para el acetilCoA
 Es inhibida por ácidos grasos de cadena
larga (C18)

30. Regulación CK
 El uso del citrato se controla por la isocitrato
deshidrogenasa, que es regulada por la
concentración NAD+/ NADH. Esta enzima es
modulada alostéricamente: ADP y Ca++
como activador y ATP como inhibidor.
 La α-cetoglutarato deshidrogenasa es
inhibida por NADH, ATP y el succinil-CoA.

31. Papel del ácido cítrico en el anabolismo. Los intermediarios
del ciclo son precursores en muchas rutas biosintéticas.