Ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs, também conhecido como ciclo do ácido cítrico ou ciclos dos ácidos tricarboxílicos, é uma região central do metabolismo, com vias degradativas chegando até ele e vias anabólicas começando nele, que ocorre na matriz mitocondrial dos organismos eucariontes e no citoplasma dos procariontes.

Nos organismos aeróbicos, a glicose e outros tipos de açúcares, ácidos graxos e a maioria dos aminoácidos são oxidados, em última instância, a CO₂ e H₂O por meio do ciclo de Krebs. No entanto, antes que possam entrar no ciclo, os esqueletos carbônicos dos açúcares e ácidos graxos precisam ser quebrados até o grupo acetil do acetil-CoA, a forma na pela qual este ciclo recebe a maior pare de sua energia.

Resumidamente, este ciclo pode ser descrito da seguinte forma: para iniciar uma volta do ciclo, o acetil-CoA transfere o seu grupo acetil para um composto com quatro átomos de carbono, o oxaloacetato, para formar o citrato (composto com seis átomos de carbono). Este, por sua vez, é transformado em isocitrato, também uma molécula de seis átomos de carbono, e este é desidrogenado, perdendo o CO₂, para dar origem ao α-cetoglutarato (ou oxoglutarato), um composto com cinco átomos de carbono. Este também perde CO₂e libera o succinato (composto de quatro átomos de carbono), sendo convertido enzimaticamente, em uma reação de três passos em oxalacetato com quatro átomos de carbono, com o qual o ciclo foi iniciado; sendo assim, o oxalacetato está pronto para reagir com uma nova molécula de acetil-CoA e iniciar uma nova volta ao ciclo.

Em cada uma dessas voltas entra um grupo acetil (dois carbonos), como acetil-CoA, e saem duas moléculas de CO₂. Em cada volta, é empregada uma molécula de oxaloacetato para gerar citrato, porém, após diversas reações, essa molécula de oxaloacetato é regenerada. Portanto, no final não ocorre qualquer remoção do oxaloacetato e uma molécula dele pode, teoricamente, ser suficiente para participar da oxidação de um infinito número de grupos acetil.

Quatro dos oito passos desse processo são oxidação e a energia nelas liberada é conservadora, possuindo elevada eficiência na formação dos coenzimas reduzidos, que são NADH e FADH2.

Embora o ciclo de Krebs tenha um papel central nos mecanismos metabólicos de obtenção de energia, seu papel não está limitado à conservação de energia. Intermediários possuindo quatro a cinco átomos de carbono do ciclo são utilizados como precursores biossintéticos de uma enorme variedade de substâncias. Para que haja a substituição das moléculas desses intermediários removidos, as células empregam as reações anapleróticas, ou reações de reposição.