T17 - Complexo Piruvato Desidrogenase e Ciclo de Krebs Flashcards
Complexo Piruvato Desidrogenase
Complexo formado por três enzimas que catalisa a reação de transformação de Piruvato em Acetil-CoA;
Processo irreversível que ocorre na matriz mitocondrial;
Acetil-CoA
Metabolito convergente que pode ser formado a partir de glucose, de aa ou da oxidação de ácidos gordos;
Essencial ao Ciclo de Krebs;
Piruvato
Formado a partir de glucose, por glicólise;
Pode originar:
Alanina por transaminação, catalisada pela transaminase glutâmino-pirúvica;
Oxaloacetato por carboxilação, catalisada pela piruvato carboxilase
Acetil-CoA por descarboxilação oxidativa, catalisada pela piruvato desidrogenase;
Lactato por redução, catalisada pela lactato desidrogenase;
Complexo Piruvato Desidrogenase - Enzimas
E1 - Piruvato Desidrogenase
E2 - Di-hidrolipoil transacetilase
E3 - Di-hidrolipoil desidrogenase
Complexo Piruvato Desidrogenase - Cofatores
Tiamina pirofosfato (TPP)
Ácido Lipóico
CoenzimaA
FAD
NAD+
Complexo Piruvato Desidrogenase - Vitaminas
Tiamina (B1) - TPP
Riboflavina (B2) - FAD
Niacina (B3 ou ácido nicotínico) - NAD+
Ácido pantoténico (B5) - CoA
Transporte do piruvato
Citosol —- Mitocôndria
Membrana mitocondrial interna extremamente impermeável;
Cotransportador de OH-; saída de OH- e entrada de Piruvato; Não há desequilíbrio de cargas;
PDH - reação geral
Piruvato —- Acetil-CoA
Produtos: 1 Acetil-CoA, 1 NADH, 1 CO2
PDH - 1º reação
Descarboxilação do Piruvato
Piruvato — Hidroxietil-TTP
Piruvato reage com TTP (carbonionte de TPP), resultante em 1 CO2 e 1 Hidroxietil-TTP
Catalisada pela E1;
PDH - 2ª reação
Oxidação do Hidroxietil-TTP
Hidroxietil-TTP — Acetil-lipoamida
Reação da hidroxietil-TTP com uma lipoamida oxidada, resultando em 1 TTP (reutilizada na 1ª reação) e em 1 Acetil-lipoamida
Catalisada por E1;
PDH - 3º reação
Formação de Acetil-CoA
Acetil-lipoamida + CoA — Acetil-CoA + Di-Hidrolipoamida
A Acetil-lipoamida reage com uma CoA, formando Acetil-CoA e Di-hidrolipoamida
Catalisada por E2;
PDH - 4º reação
Reoxidação da Di-Hidrolipoamida
Di-Hidroliamida — lipoamida
Reação da Di-Hidroliamida com FAD, resultando em FADH2 e em lipoamida (reutiizada na reação 2)
A Di-Hidroliamida transfere 2 eletrões para o FAD, formando FADH2, que por sua vez os transfere para o NAD+, formando NADH+H+ (uso na fosforilação oxidativa)
Catalisada pela E3;
Controlo do Complexo PDH - Inibidor pelo produto
Acetil-CoA inibe E2
NADH inibe E3;
CoA e NAD+ revertem essas inibições;
Grande quantidade de piruvato, ativa o complexo PDH;
Controlo do Complexo PDH - Regulação por nucleótidos
Grandes cargas energéticas (muita quant de ATP ou GTP) — diminuição da atividade;
Grandes quantidades de AMP (carga elétrica menor) — aumento da atividade;
Controlo do Complexo PDH - Fosforilação
Inibição de PDH por fosforilação de serina catalisada pela PDH cinase;
Inibidores que contribuem para a atividade da PDH cinase: elevado quoc. NADH/NAD+, ATP/ADP , Acetil-CoA/CoA
Para ativar a PDH, desfosforilação da PDH fosforilada catalisada pela PDH fosfatase;
Ativadores que contribuem para a atividade da PDH fosfatase: Ca2+ e MG2+;
Ciclo de Krebs (descrição geral)
Via metabólica de formação de grande quantidade de equivalentes redutores (NADH e FADH2) com utilização na fosforilação oxidativa;
Requer a presença de O2, apesar de não participar diretamente no ciclo;
Ocorre na matriz mitocondrial;
Envolve a ação de 8 enzimas;
De modo geral, transformação de Acetil-CoA em 2 CO2, com transferência de 8 H+ para recetores NAD+ e FAD;
Ciclo anfibólico - opera quer em processos catabólicos e processos anabólicos;
Produtos do Ciclo de Krebs
3 NADH
1 FADH2
1 GTP (ATP)
2 CO2
Ciclo de Krebs - 1º reação
Condensação
Catalisada pela citrato sintetase;
1º etapa- União entre Acetil-CoA e Oxaloacetato por uma condensação aldólica, formando uma molécula intermediária, o citril-CoA;
2º etapa- Hidrólise do citril-CoA, com formação de citrato e CoA
Ciclo de Krebs - 2º reação
Desidratação e Hidratação
Catalisada pela aconitase;
Isomerização do citrato, por mudança de posição entre um OH- e um H+, formando isocitrato;
Ciclo de Krebs - 3º reação
Oxidação e Descarboxilação do isocitrato
Catalisada pela isocitrato desidrogenase;
1ºetapa- remoção de 2 h+ do isocitrato com formação de NADH + H+ e uma molécula intermediária Oxalossucinato;
2ºetapa- adição de um H+ e descarboxilação do Oxalossucinato, com formação de um CO2 e um α-cetoglutarato;
Ciclo de Krebs - 4º reação
Descarboxilação oxidativa do α-cetoglutarato
Catalisada pelo complexo α-cetoglutarato desidrogenase;
Reação do α-cetoglutarato com CoA, formando 1 CO2 e um succinil-CoA;
Complexo α-cetoglutarato desidrogenase formado por:
E1 - α-cetoglutarato desidrogenase
E2 - di-hidrolipoil transuccinilase
E3 - di-hidrolipoil desidrogenase
Ciclo de Krebs - 5º reação
Remoção do CoA do succinil-CoA
Formação de succinato por remoção do CoA do succinil-CoA;
Catalisada pela succinil-CoA sintetase;
FORMAÇÃO DE ATP POR TRANSFERÊNCIA DE UM GRUPO FOSFATO DE UM GTP PARA UM ADP, SENDO CATALISADA PELA NUCLEOSÍDEO DIFOSFOCINASE;
Ciclo de Krebs - 6º reação
Remoção de H2 do succinato
Reação comum à cadeia respiratória mitocondrial;
Transferência de H2 do succinato para um FAD, com formação de FADH2 e de fumarato;
Catalisada pela succinato desidrogenase;
Ciclo de Krebs - 7º reação
Hidratação do Fumarato
Adição de H+ e/ou Oh- ao fumarato, formando malato;
Catalisada pela fumarase;
Ciclo de Krebs - 8º reação
Oxidação do Malato
Oxidação do malato com formação de NADH e de oxaloacetato, que vai ser usado novamente na 1º reação do TDA
Resumo energético
Na fosforilação oxidativa, cada NADH forma 3 ATP e cada FADH2 forma 2 ATP;
Temos então 15 ATP formados:
1 do Ciclo de Krebs;
3 do Complexo PDH;
9 dos NADH do Ciclo de Krebs;
2 dos FADH2 do Ciclo de Krebs;
Regulação do TDA - Dentro do ciclo
Citrato sintetase:
Ativada por ADP
Inativada por ATP, NADH, succinil-CoA e citrase;
Isocitrato desidrogenase:
Ativada por ADP e Ca2+
Inativada por ATP
α-cetoglutarato desidrogenase:
Ativada por Ca2+
Inativada por NADH, succinil-CoA e ATP
