Bioquimica Ilustrada Harper 30a edicion

Capítulo 16 El ciclo del ácido cítrico: la vía central del metabolismo de carbohidratos, lípidos y aminoácidos 163
Fumarasa
H
– OOC * C H
Fumarato
H 2 O
C COO * –
*
*
HO CH COO –
CH 2 COO –
L-Malato
Malato
deshidrogenasa
O
C COO –
CH 2 COO –
NADH + H + Oxaloacetato
NAD +
CH 3
H 2 O
*
CO S
Acetil-CoA
CoA
Citrato sintasa
CoA SH
*
CH 2 COO –
HO C COO –
CH 2 COO –
Citrato
Aconitasa
H 2 O
Fluoroacetato CH 2 COO * –
C COO –
CH COO –
Cis-aconitato
Fe 2+ Fe 2+
FADH 2
Succinato
deshidrogenasa
FAD
Malonato
CH 2 COO * –
*
CH 2 COO –
Succinato
ATP
H 2 O
Aconitasa
*
CH 2 COO –
CH COO –
HO CH COO –
NAD + Isocitrato
CoA
SH
Succinato
tiocinasa
Mg 2+
ADP + Pi
CH 2 COO * –
CH 2
NADH + H +
O C S CoA
Succinil-CoA
NAD +
Complejo de a-cetoglutarato
deshidrogenasa
CoA SH
CO 2
Arsenita
CO 2
CH 2 COO * –
CH 2
Mn 2+
O C COO –
a-Cetoglutarato
NADH + H +
CH 2 COO –
CH
*
COO –
O C COO –
Oxalosuccinato
Isocitrato
deshidrogenasa
Isocitrato
deshidrogenasa
Figura 16-3 El ciclo del ácido cítrico (de Krebs). La oxidación de NADH y FADH 2 en la cadena respiratoria lleva a la
formación de ATP por medio de fosforilación oxidativa. Para seguir el paso de la acetil-CoA por el ciclo, los dos átomos
de carbono del radical acetilo se muestran marcados en el carbono carboxilo (*) y en el carbono metilo (•). Aunque dos
átomos de carbono se pierden como CO 2 en una vuelta del ciclo, estos átomos no se derivan de la acetil-CoA que ha
entrado inmediatamente al ciclo, sino de la porción de la molécula de citrato que se derivó del oxaloacetato. Sin
embargo, cuando se completa una vuelta única del ciclo, el oxaloacetato que se regenera ahora está marcado, lo que
lleva a que se forme CO 2 marcado durante la segunda vuelta del ciclo. Debido a que el succinato es un compuesto simétrico,
en este paso ocurre “aleatorización” de la marca, de modo que los cuatro átomos de carbono del oxaloacetato
parecen estar marcados después de una vuelta del ciclo. Durante la gluconeogénesis, parte de la marca en el oxaloacetato
es incorporada hacia glucosa y glucógeno (figura 20-1). Se indican los sitios de inhibición (Θ) por fluoroacetato,
malonato y arsenita.
El isocitrato pasa por deshidrogenación catalizada por la
isocitrato deshidrogenasa para formar, en un inicio, oxalosuccinato,
que permanece unido a enzima y pasa por descarboxilación
hacia a-cetoglutarato. La descarboxilación requiere iones Mg 21
o Mn 21 . La isocitrato deshidrogenasa tiene tres isoenzimas. Una,
que usa NAD 1 , sólo se encuentra en mitocondrias; las otras dos
usan NADP 1 y se ubican en las mitocondrias y en el citosol. La
oxidación del isocitrato enlazada a la cadena respiratoria procede
casi por completo por medio de la enzima dependiente de NAD 1 .
El a-cetoglutarato pasa por descarboxilación oxidativa en
una reacción catalizada por un complejo de múltiples enzimas
similar al involucrado en la descarboxilación oxidativa del piruvato
(figura 17-5). El complejo de a-cetoglutarato deshidrogenasa
requiere los mismos cofactores que el complejo de piruvato
deshidrogenasa —difosfato de tiamina, lipoato, NAD 1 , FAD y
CoA— y origina la formación de succinil-CoA. El equilibrio de
esta reacción favorece a tal grado la formación de succinil-CoA,
que debe considerarse unidireccional desde el punto de vista