Ciclo de Krebs: Reacciones y Regulación
Reacciones del Ciclo de Krebs
Reacción 1: Formación de Citrato (Condensación)
Esta reacción es el primer punto de control del ciclo y es irreversible. Se produce una condensación donde se une acetil-CoA (acetil posee 2C) con Oxalacetato (4C), luego se produce una hidrolisis en el que se corta CoA y se genera Citrato (6C y 3 grupos ácidos), esta reacción es catalizada por la enzima Citrato Sintasa.
Reacción 2: Formación de Isocitrato vía cis-aconitato
Esta reacción es reversible mediada por la enzima aconitasa, la cual causa 2 reacciones, primero deshidrata el citrato y se genera Cis-Aconitato (Perdida de H y OH), luego este se hidrata y se genera Isocitrato el cual es un isómero del citrato ya que el H y OH de los carbonos cambian de lugar en relación con su orientación en el citrato. El isocitrato aun posee 6C y 3 grupos ácidos.
Reacción 3: Oxidación del isocitrato a alfa-cetoglutarato y CO2
Este es el segundo punto de control, es una reacción irreversible. El isocitrato (6C) se convierte en alfa-cetoglutarato (5C) por una oxidación (descarboxilación oxidativa), el C perdido será liberado como Co2. Además de esto se produce NADH. Esta reacción es catalizada por la enzima isocitrato deshidrogenasa.
Reacción 4: Oxidación del alfa-cetoglutarato a succinil-CoA y CO2
Este es el tercer punto de control, es una reacción irreversible. El alfa-cetoglutarato (5C) se convierte en Succinil-CoA (4C) por una oxidación (descarboxilación oxidativa), el C perdido será liberado como Co2. Además de esto se produce NADH. Esta reacción es catalizada por el complejo alfa-cetoglutarato deshidrogenasa.
Reacción 5: Conversión de Succinil-CoA a Succinato
Esta es la única reacción en el ciclo en la que ocurre una fosforilación a nivel de sustrato (esto es cuando el fosfato que agrego a la molécula no proviene de un ATP). El Succinil-CoA (4C) se convierte en Succinato (4C), Además de esto se genera 1 GTP que se considera como ATP. La enzima que cataliza la reacción es la succinil-CoA sintetasa.
Reacción 6: Oxidación de Succinato a Fumarato
La enzima succinato deshidrogenasa esta anclada a la membrana interna de la mitocondria como una proteína periférica y es parte del complejo ll, esta enzima cataliza la reacción para convertir Succinato (4C) en Fumarato (4C), Además de esto se produce FADH2 (única reacción en la que se produce FADH2).
Reacción 7: Hidratación de fumarato en malato
Ocurre una hidratación donde el Fumarato (4C) se convierte en Malato (4C). La reacción es catalizada por la enzima fumarasa.
Reacción 8: Oxidación de Malato a Oxalacetato
Se produce una oxidación y se convierte el Malato (4C) en Oxaloacetato (4C), la reacción esta catalizada por la enzima Malato deshidrogenasa, Además de esto se produce NADH.
Regulación del Ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs está regulado por varios factores, incluyendo:
- Disponibilidad de sustratos
- Concentración de productos
- Actividad de las enzimas
La disponibilidad de sustratos es el principal factor que regula el ciclo de Krebs. Cuando hay un exceso de acetil-CoA, el ciclo se acelera para producir más ATP. Cuando hay una escasez de acetil-CoA, el ciclo se ralentiza para conservar energía.
La concentración de productos también puede regular el ciclo de Krebs. Cuando hay un exceso de NADH o FADH2, el ciclo se ralentiza para evitar la sobreproducción de ATP. Cuando hay una escasez de NADH o FADH2, el ciclo se acelera para producir más ATP.
La actividad de las enzimas también puede regular el ciclo de Krebs. Algunas enzimas del ciclo son inhibidas por productos del ciclo, lo que ayuda a prevenir la sobreproducción de ATP. Otras enzimas del ciclo son activadas por sustratos del ciclo, lo que ayuda a garantizar que el ciclo se acelere cuando hay un exceso de sustratos.
Conclusión
El ciclo de Krebs es una vía metabólica esencial que produce ATP, NADH y FADH2. El ciclo está regulado por varios factores, incluyendo la disponibilidad de sustratos, la concentración de productos y la actividad de las enzimas.