Biologia 2e

Passos no Ciclo do Ácido Cítrico

Passo 1. Antes do primeiro passo, ocorre uma fase de transição durante a qual o ácido pirúvico é convertido em acetil CoA. Então, o primeiro passo do ciclo começa: Esta etapa de condensação combina o grupo acetil de dois carbonos com uma molécula de quatro carbono-oxaloacetato para formar uma molécula de seis carbono-citrato. CoA é ligado a um grupo sulfidrílico (-SH) e se difunde para eventualmente se combinar com outro grupo acetil. Este passo é irreversível porque é altamente exergônico. A taxa desta reação é controlada pelo feedback negativo e a quantidade de ATP disponível. Se os níveis de ATP aumentam, a taxa desta reacção diminui. Se o ATP estiver em falta, a taxa aumenta.

Passo 2. No passo dois, o citrato perde uma molécula de água e ganha outra à medida que o citrato é convertido no seu isómero, isocitrato.

Passo 3. No terceiro passo, o isocitrato é oxidado, produzindo uma molécula de cinco carbonos, α-ketoglutarate, juntamente com uma molécula de CO2 e dois elétrons, que reduzem NAD+ a NADH. Esta etapa também é regulada pelo feedback negativo de ATP e NADH e um efeito positivo de ADP.

Passo 4. Os passos três e quatro são ambos de oxidação e descarboxilação, que como vimos, liberam elétrons que reduzem NAD+ para NADH e liberam grupos carboxil que formam moléculas de CO2. O alfa-ketoglutarato é o produto da etapa três, e um grupo succinil é o produto da etapa quatro. CoA liga-se com o grupo succinil para formar succinil CoA. A enzima que catalisa o passo quatro é regulada pela inibição de feedback de ATP, succinil CoA, e NADH.

Step 5. No passo cinco, um grupo fosfato é substituído pela coenzima A, e uma ligação de alta energia é formada. Esta energia é utilizada na fosforilação do substrato (durante a conversão do grupo succinil para succinato) para formar o trifosfato de guanina (GTP) ou o ATP. Existem duas formas da enzima, chamadas isoenzimas, para esta etapa, dependendo do tipo de tecido animal em que são encontradas. Uma forma é encontrada em tecidos que utilizam grandes quantidades de ATP, como coração e músculo esquelético. Esta forma produz ATP. A segunda forma da enzima é encontrada em tecidos que têm um alto número de vias anabolizantes, como o fígado. Esta forma produz GTP. O GTP é energeticamente equivalente ao ATP; no entanto, o seu uso é mais restrito. Em particular, a síntese de proteínas usa principalmente GTP.

Passo 6. O sexto passo é um processo de desidratação que converte o succinato em fumarato. Dois átomos de hidrogênio são transferidos para FAD, reduzindo-o para FADH2 (Nota: a energia contida nos elétrons destes hidrogênios é insuficiente para reduzir o NAD+, mas adequada para reduzir o FAD). Ao contrário do NADH, este transportador permanece ligado à enzima e transfere os electrões directamente para a cadeia de transporte dos electrões. Este processo é possibilitado pela localização da enzima catalisando este passo dentro da membrana interna da mitocôndria.

Passo 7. A água é adicionada por hidrólise para fumar durante o passo 7, e o malato é produzido. A última etapa do ciclo do ácido cítrico regenera o oxaloacetato através da oxidação do malato. Outra molécula de NADH é então produzida no processo.