El ciclo de Krebs se nombra después de su descubridor, Hans Krebs. También se conoce como el ciclo de ácido cítrico o el ciclo de ácido tricarboxílico. En los organismos aeróbicos, el ciclo de Krebs es una vía anfibólica, y como tal, se ocupa prácticamente todas las oxidaciones biológicas, y también proporciona precursores para muchas vías biosintéticas. En esas oxidaciones, se generan cofactores reducidos que posteriormente serán reoxidados nuevamente en la cadena respiratoria.
Al ciclo de Krebs se lo puede dividir en tres etapas: la primera es aquella que genera acetilCoA (a partir de los Hidratos de Carbono, Lípidos y Proteínas, por la oxidación del piruvato, la oxidación de los ácidos grasos y de la de los aminoácidos, respectivamente). La segunda fase es la que comprende específicamente al ciclo de Krebs, y la tercera fase es la cadena respiratoria con la reoxidación de los cofactores reducidos.
En eucariontes, el ciclo del ácido cítrico tiene lugar en la matriz mitocondrial al igual que la conversión del piruvato en acetilCoA (en procariontes, todos estos pasos suceden en el citoplasma).
Pasos en el ciclo de Krebs
El ciclo de Krebs es un equipo a circuito cerrado de reacciones en ocho pasos:
- El CoA del acetilo del dos-carbono se combina con un ácido oxalacético del cuatro-carbono y se hidroliza para producir una composición del seis-carbono llamada ácido cítrico o citrato.
- El citrato entonces se convierte en el isocitrate, un isómero del seis-carbono del citrato deshidratando y después hidratando la molécula para modificar su estructura.
- Se oxida Isocitrate y la descarboxilación ocurre con una molécula del dióxido de carbono liberada. La coenzima NAD+ se reduce para formar otro dinucleótido, NADH. Con el retiro de la molécula del carbono, se produce el α-cetoglutarato de la molécula del cinco-carbono.
- Se oxida la molécula del α-cetoglutarato, NAD+ se reduce para formar el NADH y se libera otra molécula del carbono. La molécula del cuatro-carbono producida combina con la coenzima A, formando la composición inestable del CoA del succinyl.
- Un grupo del fosfato reemplaza la coenzima A en el CoA del succinyl, que entonces se transfiere a ADP (difosfato de adenosina) para formar el ATP. La transferencia de los grupos del fosfato ocurre entre GDP (difosfato de la guanosina) para formar GTP (trifosfato de la guanosina) en algunas células. La molécula del cuatro-carbono que permanece se llama succcinato.
Los pasos restantes del ácido oxalacético del regenerado del ciclo de Krebs del succcinato:
- El succcinato se oxida para formar la molécula del cuatro-carbono llamada fumerate. La NOVEDAD de la onda portadora de electrón (dinucleótido de la adenina del flavin), es reducida a FADH2 por la transferencia de dos átomos de hidrógeno.
- Fumerate se convierte en la molécula del cuatro-carbono llamada malato por la adición de una molécula de agua.
- El ácido oxalacético el reactivo original es regenerado por la oxidación del malato. La coenzima NAD (dinucleótido de adenina de niconamida) es reducida al NADH por la transferencia de un átomo de hidrógeno.
Funciones del ciclo de Krebs.
La función principal del ciclo de Krebs es producir la energía, salvada y transportada como el ATP o GTP. El ciclo es también central a otras reacciones biosintéticas donde los intermedios producidos se requieren hacer otras moléculas, tales como aminoácidos, bases del nucleótido y colesterol. El ciclo de Krebs se encuentra en todas las células que utilicen el oxígeno. Combinado con el proceso de la fosforilación oxidativa, el ciclo de Krebs produce a la mayoría de energía usada por las células aerobias con la energía del porcentaje ofrecida para los seres humanos que son mayores del 95%.
Referencia: Berg, J. M., J. A. Tymoczko y L. Stryer. “The Citric Acid Cycle.” (El ciclo del ácido cítrico). En Biochemistry. 6° ed. (Nueva York, NY: W. H. Freeman and Company, 2007), 492.