Ciclo de krebs, Apuntes de Bioquímica

¡Descarga Ciclo de krebs y más Apuntes en PDF de Bioquímica solo en Docsity! EL CICLO DE KREBS Facultad de Biología 2º curso de Grado Asignatura: Bioquímica 2 Curso 2011-12 Dr. José María Riol Cimas Profesor Titular de Universidad. Departamento de Bioquímica y Biología Molecular. Universidad de La Laguna. Tenerife Nota: casi toda la información escrita contenida en este archivo procede de los tres libros que figuran en la bibliografía, así como algunas de las imágenes, que se han utilizado sólo con fines docentes. Este archivo no está destinado a la venta. Tampoco está destinado a su utilización por parte de alumnos ajenos a las asignaturas impartidas por el profesor José María Riol Cimas, dado que la información aquí contenida no es independiente sino que complementa a la suministrada en clase Hans Adolf Krebs (1900-1981) ● Descubrió la estructura del ciclo en 1937 ● Recibió por ello el Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1953 Albert Szent-Györgyi (1893-1986) Eugene Patrick Kennedy (1929-2011) Albert Lester Lehninger (1917-1986) Tres grandes científicos hicieron contribuciones fundamentales para el mejor conocimiento del ciclo ____________________________________________________ El conocimiento del ciclo: una tarea colectiva José María Riol Cimas Dos características definen al ciclo de Krebs: la versatilidad y la eficacia Versátil: capaz de adaptarse con facilidad y rapidez a distintas funciones Eficacia: capacidad de lograr el efecto que se desea o se espera D. R. A. E., vigésima segunda edición, 2001. El ciclo de Krebs: la navaja suiza de la célula Jo sé M ar ía R io l C im as Los anfibios son animales que pueden vivir indistintamente en la tierra y en el agua De un modo similar, las rutas anfibólicas son aquellas que pueden actuar anabólicamente y catabólicamente, en función de las necesidades celulares El ciclo de Krebs es una ruta anfibólica Versatilidad y eficacia (1) José María Riol Cimas El ciclo de Krebs actúa como una plataforma para la distribución de los recursos de la célula Algo parecido a lo que sucede con las rotondas, que facilitan el flujo del tráfico El arco del triunfo (París) Versatilidad y eficacia (2) José María Riol Cimas Generación de una molécula de flavina adenina dinucleótido reducido (FADH2) por cada vuelta del ciclo FADH2 Versatilidad y eficacia (3b) Jo sé M ar ía R io l C im as Generación de una molécula de guanosina trifosfato (GTP), por cada vuelta del ciclo GTP es una molécula que se transforma sin coste energético en adenosina trifosfato (ATP), por la transferencia de un grupo fosfato a la molécula de ADP GTP Versatilidad y eficacia (3c) José María Riol Cimas Muchos de los aminoácidos, luego constituyentes de las proteínas, se generan a partir de dos intermediarios del ciclo: oxalacetato y α-cetoglutarato Oxalacetato COO--CO-CH2-COO- α-cetoglutarato COO--CO-CH2-CH2-COO- Versatilidad y eficacia (4) José María Riol Cimas El complejo INE «E OYES En condiciones aerobias, el piruvato es transportado al interior de la mitocondria mediante una proteína transportadora específica, integrada en la membrana mitocondrial El complejo piruvato deshidrogenasa, con la producción de acetil coenzima A, conecta la glicolisis con el ciclo de Krebs La conexión de la glicolisis con el ciclo de Krebs José María Riol Cimas El acetil coenzima A La mayoría de las moléculas energéticas entran en el ciclo de Krebs como resto acetilo del acetil CoA Jo sé M ar ía R io l C im as Componente piruvato deshidrogenasa Coenzima tiamina pirofosfato (TPP): descarboxilación del piruvato y transporte de C2 Jo sé M ar ía R io l C im as Enfermedad que ataca al sistema nervioso descrita en 1630 por Jacobus Bontius (1592-1631), médico holandés en Java • Debilidad • Pérdida de apetito y de peso • Fatiga • Dolores e hinchazón de las piernas por acumulación de fluidos • Temblor de rodillas • Piernas levantadas (caminan como corderos) • Parálisis progresiva de los miembros inferiores • Inflamación de los nervios (polineuritis) • Fallo cardíaco por estrés fisiológico De medicina indorum (1642) El beriberi Jo sé M ar ía R io l C im as Componente dihidrolipoil transacetilasa Transfiere átomos de hidrógeno y grupos acetilo de una enzima a otra La estrategia es similar a la empleada por piruvato carboxilasa (gluconeogénesis) Componente dihidrolipoil transacetilasaPiruvato carboxilasa Jo sé M ar ía R io l C im as Complejo PDH: modificación covalente Fosforilación y desfosforilación de un residuo de serina Serina Jo sé M ar ía R io l C im as Complejo PDH: regulación alostérica Piruvato SÁ ATP PDA | NADÁ po, NADA — (E DIMIDROLI POLL DESHIDROGENASA, ALGAS) DIMIBROLI POL, TRAASACETILASA José María Rio! Cimas Destinos metabólicos del acetil coenzima A Jo sé M ar ía R io l C im as El ciclo de Krebs: aconitasa Jo sé M ar ía R io l C im as El ciclo de Krebs: isocitrato deshidrogensa Jo sé M ar ía R io l C im as El ciclo de Krebs: complejo cetoglutarato deshidrogenasa El complejo cetoglutarato deshidrogenasa es similar estructuralmente al complejo piruvato deshidrogenasa José María Riol Cimas Fumarato Halato » Hidratación AG” =-04 Ecal/uot José María Riol Cimas El ciclo de Krebs: malato deshidrogenasa José María Riol Cimas Localización de las enzimas del ciclo de Krebs José María Riol Cimas El ciclo de Krebs: una ruta anfibólica Jo sé M ar ía R io l C im as Piruvato + ATP + CO2 + H2O ↔ Oxalacetato + ADP + Pi + 2H+ La reacción de la piruvato carboxilasa es la ruta anaplerótica más importante en el hígado y en el riñón Piruvato carboxilasa Rutas anapleróticas: piruvato carboxilasa Jo sé M ar ía R io l C im as CH l i 2... + + ATP AMO E a + ADA + 2H* l a=p” q... o coo” Piruvato Oxalacetato Ae CoA * Carboxrilación AG =-0,5 Kcal / mel. —— ATP + CO, + E-biotina +H,0 ==" ADP+Pi + E-biotina-Coo” + 2H E-biotina-=C007 + PiRUVATO == E-biotima + OXALACETATO José María Riol Cimas El ciclo del glioxilato El ciclo del glioxilato Una versión reducida del ciclo de Krebs en la que el glioxilato es un intermediario En células vegetales y muchos microorganismos ocurre en los glioxisomas En levaduras y otros organismos eucarióticos tiene lugar en el citoplasma Malato José María Riol Cimas El glioxisoma Micrografía electrónica de una semilla de pepino en germinación. Lehninger, 3ª ed., p590 Los glioxisomas también contienen todas las enzimas necesarias para la degradación de los ácidos grasos de los aceites de las semillas Jo sé M ar ía R io l C im as El ciclo del glioxilato El ciclo transforma unidades de acetilo (2C) en succinato (4C) para producir energía o para la biosíntesis El ciclo permite a muchas bacterias y plantas crecer nutriéndose de acetato o de otros compuestos que produzcan AcCoA Acetato + CoASH + ATP ↔ AcCoA + AMP + PPi Actuación de AcCoA sintetasa Malato José María Riol Cimas El ciclo del glioxilato El ciclo sortea las dos etapas descarboxilantes del ciclo de Krebs (isocitrato DH y cetoglutarato DH) En el ciclo del glioxilato entran dos restos de acetilo del AcCoA por vuelta, y en el ciclo de Krebs, sólo uno José María Riol Cimas El ciclo del glioxilato: destinos metabólicos del isocitrato 1. Cuando se necesita energía, isocitrato se descarboxila para formar cetoglutarato (Krebs) 2. Cuando no se necesita energía se desconecta por fosforilación la isocitrato DH (Krebs) Isocitrato se escinde en succinato y glioxilato (ciclo del glioxilato) José María Riol Cimas Bibliografía. 1 BIOQUÍMICA (sexta edición). Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko y Lubert Stryer. Editorial Reverté. Barcelona (2008), XXXVII + 1027 + A3 + B7 + C30 + D43 páginas. ISBN: 978-84-291-7600-1. José María Riol Cimas Bibliografía. 2 LEHNINGER PRINCIPIOS DE BIOQUÍMICA (cuarta edición). David L. Nelson y Michael M. Cox. Ediciones Omega. Barcelona (2006), XXVI + 1119 + A3 + SA21 + G18 + PI8 + I20 páginas. ISBN: 84-282-1410-7. José María Riol Cimas Bibliografía. 3 BIOQUÍMICA (primera edición). J. David Rawn. Editorial Interamericana.McGraw-Hill. Madrid (1989), 2 volúmenes. Volumen I: XLIX + 1 a 532 + I37 páginas. Volumen II: XLIX + 533 a 1105 + I37 páginas. ISBN: 84-7615-428-3 (obra completa). ISBN: 84-7615- 426-7 (vol. I). ISBN: 84-7615-427-5 (vol. II) José María Riol Cimas