Reacciones químicas en el ciclo de Krebs

La vida requiere energía. En organismos aerobios, gran parte de esta energía se genera a través de vías dependientes de oxígeno conocidas como el ciclo de Krebs---también se llama el ciclo del ácido cítrico o ciclo de (TCA) Ácido tricarboxílico---y cadena de transporte de electrones. El ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones trabajan juntos para generar energía de la célula. Electrones de alta energía por el ciclo de Krebs se almacenan en moléculas de portador. La cadena de transporte de electrones entonces transfiere la energía de estos electrones en el enlace fosfato del trifosfato de adenosina (ATP), utilizada para reacciones de combustible a lo largo de la célula. En eucariotas, el ciclo de Krebs y la cadena de transporte de electrones se producen en organelos especializados de la célula llamados mitocondrias.

Glicolisis

La glicolisis es el proceso inicial en el metabolismo celular, romper una molécula de glucosa en dos moléculas de piruvato. Que ocurre en el citoplasma de la célula, la glicolisis no requiere oxígeno. En condiciones aerobias, glucólisis redes de dos moléculas de ATP y reduce dos moléculas de NAD + en NADH dos. En condiciones aerobias, el NADH generado en la glicolisis puede utilizarse en la cadena de transporte de electrones para generar ATP adicional. Sin embargo, bajo condiciones anaeróbicas, la cadena de transporte de electrones no está disponible y las células deben emplear vías de fermentación para recuperar NAD + desde NADH para que la glicolisis pueda continuar.

Acetilo CoA

En presencia de oxígeno, el piruvato se convierte en Acetil CoA, que entra luego en la primera etapa del ciclo de Krebs. La conversión de piruvato a acetil CoA libera una molécula de dióxido de carbono y genera NADH + H + para la cadena de transporte de electrones. Ni glucólisis ni la formación de acetil CoA se considera parte del ciclo de Krebs, pero ambos son importantes para recordar cuando se considera la producción general de la ATP de la respiración aeróbica.

Citrato de

Al principio del ciclo de Krebs, la enzima citrato sintasa une el grupo acetilo (que contiene dos átomos de carbono) de acetil CoA a oxaloacetato (una molécula de cuatro carbonos) para formar el citrato de la molécula de seis carbonos.

Isocitrato

La enzima aconitase reorganiza citrato en isocitrato moviendo el grupo hidroxilo en el átomo de carbono de tres para el átomo de carbono dos. Aconitase realmente lo hace en dos pasos, primero eliminar el grupo hidroxilo y luego reinstalar el grupo hidroxilo. El producto intermedio con el grupo hidroxilo eliminado es cis-aconitate.

Alfa-cetoglutarato

Isocitrato deshidrogenasa realiza una serie de reacciones para convertir el isocitrato a alfa-cetoglutarato en el proceso, proporcionando el primer eslabón de la cadena de transporte de electrones y liberación de dióxido de carbono. En primer lugar, el alcohol que se trasladó al átomo de carbono dos en las reacciones anteriores se convierte en una cetona. En este proceso se quitan dos hidrógenos y sus electrones. Los hidrógenos retirados se utilizan para reducir el NAD + a NADH. El NADH se procede a la cadena de transporte de electrones para la generación de ATP. Isocitrato deshidrogenasa entonces procede con una segunda reacción, stripping y liberando una molécula de dióxido de carbono, dando lugar a la molécula de cinco carbonos alfa-cetoglutarato.

Succinil CoA

Mientras que todos los otros pasos en el ciclo de Krebs son reversibles, la producción de succinyl CoA de alfa-cetoglutarato es el paso de sólo no reversible y asegura que todo el ciclo se desarrolla en una dirección. Complejo alfa-cetoglutarato deshidrogenasa cataliza esta reacción, primero transferir dos de hidrógeno y sus electrones para reducir el NAD + a NADH, que otra vez se utiliza en la cadena de transporte de electrones para la producción de ATP. La eliminación de los hidrógenos convierte un alcohol en una cetona. A continuación, otro dióxido de carbono es eliminado y liberada de la molécula. Por último, coenzima A se une a través de un enlace tiol (sulfuro), producción de succinil CoA.

Succinato de

Thiokinase succinato quita el CoA del succinil CoA, dejando el succinato de molécula de cuatro carbonos. Esta reacción se acopla a la conversión de difosfato de guanina (PIB) al trifosfato de guanina (GTP). GTP es fácilmente y fácilmente convertido a ATP y es el único ATP generado directamente por el ciclo de Krebs.

Fumurate

Se quitan dos hidrógenos más y sus electrones como Succinato deshidrogenasa convierte el succinato en fumurate. En otros lugares en el ciclo de Krebs, la eliminación de hidrógeno y sus electrones se asocia con la reducción de NAD + a NADH. Sin embargo, en este paso hidrógenos reducen el FAD a FADH2. FADH2 se utiliza también en la cadena de transporte de electrones para generar ATP, pero entra en la cadena en un punto posterior de NADH y por lo tanto genera menos ATP.

Malato

Fumarasa cataliza la hidratación de un alqueno---un enlace doble de carbono a carbono---dentro de fumarato a malato de producción de alcohol. En términos simples, se añade agua al fumarato con el enlace doble en un solo enlace como un hidrógeno se une a un carbono y un grupo hidroxilo se une a otro carbono.

Oxaloacetato

En la etapa final del ciclo de Krebs, malato deshidrogenasa elimina dos hidrógenos más y sus electrones para reducir NAD + en NADH. Estos son los portadores de energía final enviados a la cadena de transporte de electrones. El oxaloacetato resultante está entonces disponible para unirse con la acetil CoA, reiniciando el ciclo.


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