Visión general del Ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs ocurre en las mitocondrias de las células eucariotas y en el citoplasma de las células procariotas.
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Al término del ciclo mismo, los dos átomos de carbono introducidos por el acetil-CoA serán oxidados en dos moléculas de CO2, regenerando de nuevo oxalacetato capaz de condensar con acetil-CoA. La producción relevante desde el punto de vista energético, sin embargo, se produce a partir de una molécula de GTP (utilizada inmediatamente para regenerar una molécula de ATP), de tres moléculas de NADH y una de FADH2.
Los cofactores reducidos, NADH y FADH2, se comportan como intermediarios óxido/reductores. Cuando están reducidos, son capaces de transportar electrones a energía relativamente alta (por ejemplo sustraída a los sustratos oxidados en la glucolisis o en el mismo ciclo de Krebs), hasta la cadena respiratoria mitocondrial. Cerca de tal cadena se reoxidan a NAD+ y a FAD, y ceden los electrones a la cadena misma, que será así capaz de regenerar moléculas de ADP y ATP.
La reacción neta es la siguiente:
Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + ADP + Pi => CoA-SH + 3 NADH + H+ + FADH2 + ATP + 2 CO2
La energía que se saca de la ruptura completa de una molécula de glucosa pasa los tres estadios de la respiración celular (glucolisis, ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones), es idealmente de 36 moléculas de ATP. En realidad son 38 las moléculas netas de ATP que se producen, pero dos de ellas se consumen para transportar (mediante transporte activo), desde el citoplasma a la matriz mitocondrial, las dos moléculas de NADH + H+ producidas en la glucolisis.
| Sustrato | Coenzima | Enzima | Tipo de reacción | Inhibidor | Activador | Producto | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Oxalacetato | Acetil-CoA, agua | Citrato sintasa | Condensación | Citrato, NADH, Succinil-CoA | - | Citrato |
| 2a | Citrato | - | Aconitasa | Deshidratación | - | - | cis-Aconitato, acqua |
| 2b | cis-Aconitato | Agua | Hidratación | Isocitrato | |||
| 3a | Isocitrato | NAD+ | Isocitrato deshidrogenasa | Oxidación | NADH, ATP | Ca2+, ADP | Oxalsuccinato, NADH |
| 3b | Ossalsuccinato | H+ | Descarboxilación | α-cetoglutarato, CO2 | |||
| 4 | α-Cetoglutarato | NAD+, CoA-SH | α-cetoglutarato deshidrogenasa | Descarboxilación oxidativa | NADH, Succinil-CoA | Ca2+ | Succinil-CoA, NADH, CO2 |
| 5 | Succinil-CoA | GDP, Fosfato | Succinil-CoA sintetasa | Trasferencia de fosfato | - | - | Succinato, GTP, CoA-SH |
| 6 | Succinato | FAD | Succinato deshidrogenasa | Oxidación | - | - | Fumarato, FADH2 |
| 7 | Fumarato | Agua | Fumarasa | Hidratación | - | - | L-Malato |
| 8 | L-Malato | NAD+ | Malato deshidrogenasa | Oxidación | - | - | Oxalacetato, NADH |