T17 - Complexo Piruvato Desidrogenase e Ciclo de Krebs

Question 1

Complexo Piruvato Desidrogenase

Answer 1

Complexo formado por três enzimas que catalisa a reação de transformação de Piruvato em Acetil-CoA;
Processo irreversível que ocorre na matriz mitocondrial;

Question 2

Acetil-CoA

Answer 2

Metabolito convergente que pode ser formado a partir de glucose, de aa ou da oxidação de ácidos gordos;
Essencial ao Ciclo de Krebs;

Question 3

Piruvato

Answer 3

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;

Question 4

Complexo Piruvato Desidrogenase - Enzimas

Answer 4

E1 - Piruvato Desidrogenase
E2 - Di-hidrolipoil transacetilase
E3 - Di-hidrolipoil desidrogenase

Question 5

Complexo Piruvato Desidrogenase - Cofatores

Answer 5

Tiamina pirofosfato (TPP)
Ácido Lipóico
CoenzimaA
FAD
NAD+

Question 6

Complexo Piruvato Desidrogenase - Vitaminas

Answer 6

Tiamina (B1) - TPP
Riboflavina (B2) - FAD
Niacina (B3 ou ácido nicotínico) - NAD+
Ácido pantoténico (B5) - CoA

Question 7

Transporte do piruvato

Answer 7

Citosol —- Mitocôndria
Membrana mitocondrial interna extremamente impermeável;
Cotransportador de OH-; saída de OH- e entrada de Piruvato; Não há desequilíbrio de cargas;

Question 8

PDH - reação geral

Answer 8

Piruvato —- Acetil-CoA
Produtos: 1 Acetil-CoA, 1 NADH, 1 CO2

Question 9

PDH - 1º reação

Answer 9

Descarboxilação do Piruvato
Piruvato — Hidroxietil-TTP
Piruvato reage com TTP (carbonionte de TPP), resultante em 1 CO2 e 1 Hidroxietil-TTP
Catalisada pela E1;

Question 10

PDH - 2ª reação

Answer 10

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;

Question 11

PDH - 3º reação

Answer 11

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;

Question 12

PDH - 4º reação

Answer 12

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;

Question 13

Controlo do Complexo PDH - Inibidor pelo produto

Answer 13

Acetil-CoA inibe E2
NADH inibe E3;
CoA e NAD+ revertem essas inibições;
Grande quantidade de piruvato, ativa o complexo PDH;

Question 14

Controlo do Complexo PDH - Regulação por nucleótidos

Answer 14

Grandes cargas energéticas (muita quant de ATP ou GTP) — diminuição da atividade;
Grandes quantidades de AMP (carga elétrica menor) — aumento da atividade;

Question 15

Controlo do Complexo PDH - Fosforilação

Answer 15

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+;

Question 16

Ciclo de Krebs (descrição geral)

Answer 16

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;

Question 17

Produtos do Ciclo de Krebs

Answer 17

3 NADH
1 FADH2
1 GTP (ATP)
2 CO2

Question 18

Ciclo de Krebs - 1º reação

Answer 18

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

Question 19

Ciclo de Krebs - 2º reação

Answer 19

Desidratação e Hidratação
Catalisada pela aconitase;
Isomerização do citrato, por mudança de posição entre um OH- e um H+, formando isocitrato;

Question 20

Ciclo de Krebs - 3º reação

Answer 20

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;

Question 21

Ciclo de Krebs - 4º reação

Answer 21

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

Question 22

Ciclo de Krebs - 5º reação

Answer 22

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;

Question 23

Ciclo de Krebs - 6º reação

Answer 23

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;

Question 24

Ciclo de Krebs - 7º reação

Answer 24

Hidratação do Fumarato
Adição de H+ e/ou Oh- ao fumarato, formando malato;
Catalisada pela fumarase;

Question 25

Ciclo de Krebs - 8º reação

Answer 25

Oxidação do Malato
Oxidação do malato com formação de NADH e de oxaloacetato, que vai ser usado novamente na 1º reação do TDA

Question 26

Resumo energético

Answer 26

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;

Question 27

Regulação do TDA - Dentro do ciclo

Answer 27

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