El ciclo de Krebs = Ciclo de los ácidos tricarboxílicos = TCA = Ciclo del ácido cítrico

Es un proceso llevado a cabo dentro de la mitocondria en el cual se generan enzimas reducidas que son las que poseen energía, este ciclo no genera energia directa pero forma moleculas altamente energéticas que son las que permiten fosforilar ADP a ATP. Es una sucesión de reacciones químicas mediante las cuales se realiza la descomposición final de las moléculas de los alimentos y en las que se producen dióxido de carbono, agua y energía. El ciclo de krebs se lleva a cabo por la acción de 8 enzimas:

1. Aconitasa 2. Isocitrato deshidrogenasa

3. Tarato deshidrogenasa

4. Succinil CoA sintetasa

5. Succinato deshidrogenasa

6. Fumarasa

7. Malato deshidrogenasa

8. Citrato sintetasa.

Los alimentos antes de poder entrar en el ciclo del ácido cítrico deben descomponerse en pequeñas unidades llamadas Acetil CoA .El Acetil CoA  se une con una molecula de oxalacetato iniciando el ciclo que se desarrolla de la siguiente manera:

Cmpto In. Cmpto fin.Enzima que actúa

Requiere Libera

Oxalacetato Citrato 8 2C +H2O

Citrato Cis - Aconitato 1 H2O

Cis - Aconitato Isocitrato 1

Isocitrato alfa-cetoglutarato 2 NADH

alfa -cetoglutarato Succinil CoA 3 CO2 + NADH

Succinil CoA Succinato 4 ATP + GDP

Succinato Fumarato 5 FADH2

Fumarato Malato 6 H2O

Malato Oxalacetato 7 NADH

La célula utiliza las moléculas de ATP y GTP como combustible en muchos procesos. La molécula original de oxalacetato se regenera al final del ciclo. Esta molécula puede

reaccionar entonces con otro grupo acetilo y comenzar el ciclo de nuevo.

En cada giro del ciclo se produce energía.

En el ciclo, sólo se destruyen los grupos Acetil CoA.

Tanto las enzimas que llevan a cabo las diferentes reacciones, como los compuestos intermedios sobre los que actúan, pueden volver a utilizarse una y otra vez.

Reacciones y enzimas del ciclo de Krebs

Degradación CH3CO-CoA.

El ciclo es una serie de ocho reacciones enzimáticas que degradan al grupo acetilo de la acetil-CoA a dos moléculas de CO2, con la formación de equivalentes de reducción (3 NADH, 1 FADH2) y un ATP. Todas las enzimas se encuentran en la matriz de la mitocondria, a excepción de la SUCCINATO DESHIDROGENASA que está asociada a la membrana mitocondrial interna.

1. Citrato sintasa

La reacción de adición del grupo metilo (acetil-CoA) sobre el carbonilo del oxalacetato origina citril-S-CoA, que posteriormente asociado a la misma enzima es hidrolizado a citrato (es una sal producto de la unión del acido cítrico con una base)

2.

Aconitasa.

Cataliza la INTERCONVERSIÓN ente los ácidos tricarboxílicos: CITRATO, CIS-ACONITATO E ISOCITRATO. En un primer paso hay una eliminación de una molécula de agua, sale el grupo hidroxilo del C-3 y un H+ del C-4 formándose el cis-aconitato, en un segundo paso de adición de agua al doble enlace, queda el grupo hidroxilo en el C-4 del ácido formado. La enzima transfiere el grupo hidroxilo del citrato a un carbono adyacente, y convierte al citrato, alcohol terciario de difícil oxidación, a isocitrato, alcohol secundario fácilmente oxidable.

3. Isocitrato deshidrogenasa, NAD + dependiente.

Requiere de Mn2+ y Mg2+. La enzima cataliza la descarboxilación oxidativa del isocitrato a a -cetoglutarato. En un primer paso cataliza la oxidación del isocitrato a una cetona (oxalsuccinato), y posteriormente, la descarboxilación. En esta reacción sale el primer CO2

del ciclo.

4. Complejo -cetoglutarato deshidrogenasa. Este complejo cataliza la descarboxilación oxidativa del -cetoglutarato liberando los segundos CO2 y NADH del ciclo.

El producto de la reacción es succinil-CoA.

5. Succinil-CoA sintetasa. Enzima conocida también como succinato tioquinasa, que cataliza la hidrólisis del compuesto succinil-CoA y la síntesis acoplada de un nucleósido trifosfato de alta energía (fosforilación a nivel de sustrato).

6. Succinato deshidrogenasa.

Las reacciones restantes del ciclo oxidan al sucinato a oxalacetato, éste al regenerarse, permite otra vuelta del ciclo. La succinato deshidrogenasa cataliza la oxidación del enlace - CH2 –CH2 – del succinato a doble enlace trans, dando el fumarato.

La enzima succinato deshidrogenasa es la única enzima del ciclo de Krebs que no se encuentra en la matriz mitocondrial, sino que en la membrana mitocondrial interna. Es además la única en el ciclo asociada a un grupo prostético flavínico (FAD). En general la función bioquímica del FAD es oxidar alcanos a alquenos, mientras que el NAD+ oxida alcoholes a aldehídos o cetonas.

7. Fumarasa o fumarato hidratasa. La fumarasa (fumarato hidratasa) cataliza la adición de agua al doble enlace del fumarato, formando L-malato.

8. L-malato deshidrogenasa.