rutas centrales metabolismo

Vías Metabólicas Centrales del Metabolismo Oxidativo

• Las vías metabólicas llevan a la formación de acetil-CoA.

Etapa 1: Producción de Acetil-CoA

• Genera ATP, NADH y FADH2.
• La conversión de piruvato a acetil-CoA implica:
  • Decarboxilación de piruvato a un aldehído.
  • Oxidación del aldehído a un ácido carboxílico.
  • Electrones reducen lipamida y forman un tioéster.
  • Formación de acetil-CoA (producto 1).
  • Reoxidación del cofactor lipamida.
  • Regeneración del cofactor FAD oxidado, formando NADH (producto 2).

Etapa 2: Oxidación de Acetil-CoA, Ciclo del Ácido Cítrico (CAC)

• Genera más NADH, FADH2 y un GTP.
• En eucariontes, el ciclo del ácido cítrico ocurre en la matriz mitocondrial.
• El ciclo del ácido cítrico ocurre en:
  • Matriz mitocondrial (excepto succinato deshidrogenasa, que se encuentra en la membrana interna).
  • Oxidación de dos carbonos a CO2, equivalentes a los dos carbonos de acetil-CoA, pero no exactamente los mismos.
  • Energía capturada mediante transferencia de electrones a NADH y FADH2.
  • Genera 1 GTP, que se puede convertir en ATP.

Un Ciclo del Ácido Cítrico

• Los pasos del ciclo con indicación de los elementos de energía liberados en cada turno:
  • Paso 1: Formación del enlace C-C para dar lugar a citrato.
  • Paso 2: Isomerización por deshidratación/rehidratación.
  • Pasos 3-4: 2 reacciones sucesivas de decarboxilación oxidativa para dar 2 NADH.
  • Paso 5: Fosforilación a nivel de sustrato para dar GTP.
  • Paso 6: Deshidrogenación para dar FADH2.
  • Paso 7: Paso de hidratación.
  • Paso 8: Deshidrogenación para dar NADH.

Reacciones Anapleróticas

• Los intermediarios del ciclo del ácido cítrico se pueden utilizar en vías biosintéticas (removidos del ciclo).
• Es necesario reponer los intermediarios para que el ciclo, una vía metabólica central, continúe.
• Los intermediarios de 4 carbonos se forman por carboxilación de precursores de 3 carbonos.

Regulación del Ciclo del Ácido Cítrico

• Regulada en pasos termodinámicamente favorables e irreversibles.
• PDH (piruvato deshidrogenasa), citrato sintasa, IDH (isocitrato deshidrogenasa) y KDH (cetoglutarato deshidrogenasa).
• Mecanismo regulatorio general:
  • Activada por la disponibilidad de sustratos.
  • Inhibida por la acumulación de productos.
  • Los productos finales de la vía son NADH y ATP.
  • Afectan a todos los enzimas regulados en el ciclo.
  • Inhibidores: NADH y ATP.
  • Activadores: NAD+ y AMP.