Ciclo de Krebs: Vía Central del Metabolismo Energético Celular

El Ciclo de los Ácidos Tricarboxílicos o Ciclo de Krebs

• El ciclo fue propuesto por **Hans Krebs** en 1937.
• Es la vía de oxidación de la mayor parte de **carbohidratos**, **ácidos grasos** y **aminoácidos**, y genera numerosos metabolitos intermediarios de otras rutas metabólicas.
• Es, por lo tanto, un ciclo anfibólico, es decir, opera **catabólica** y **anabólicamente**.

Visión General del Ciclo del Ácido Cítrico

Una visión general del ciclo del ácido cítrico nos muestra una secuencia de reacciones que:

• Oxidan el grupo acetilo del **Acetil-CoA** a dos moléculas de **dióxido de carbono** ($\text{CO}_2$), de forma que se conserva la energía libre producida, utilizándola en la síntesis de **ATP** (o GTP).

Rendimiento Enzimático y Producción de Poder Reductor

Las ocho enzimas del ciclo catalizan una serie de reacciones que:

• Oxidan un grupo acetilo a dos moléculas de dióxido de carbono, con la generación de **tres moléculas de NADH**, **una de $\text{FADH}_2$** y **una de GTP** por cada vuelta del ciclo.

Etapas Clave del Ciclo

A continuación, se detallan las primeras reacciones catalizadas por las enzimas del ciclo:

Formación de Citrato

• La **Citrato sintasa** cataliza la condensación entre **Acetil-CoA** y **oxalacetato** para rendir **citrato**, que da nombre al ciclo.

Isomerización del Citrato

• Las dos etapas siguientes conllevan la transformación del citrato en un isómero más fácilmente oxidable.
• Para ello, la **aconitasa** convierte el citrato en **isocitrato** mediante una deshidratación, produciéndose cis-aconitato unido al enzima, seguida de una hidratación.
• Así, el grupo hidroxilo del citrato es transferido a un átomo de carbono adyacente.

Primera Descarboxilación Oxidativa

• La **isocitrato deshidrogenasa** oxida el isocitrato a **oxalosuccinato**, con la reducción acoplada de $\text{NAD}^+$ a **NADH**.
• Posteriormente, el oxalosuccinato es descarboxilado, rindiendo $\alpha$-**cetoglutarato**.
• Esta es la primera etapa en la que la oxidación se acopla a la producción de NADH, y también la primera en la que se genera **dióxido de carbono** ($\text{CO}_2$).

Segunda Descarboxilación Oxidativa

• El complejo enzimático **$\alpha$-cetoglutarato deshidrogenasa** descarboxila oxidativamente el $\alpha$-cetoglutarato a **succinil-CoA**.
• Esta reacción conlleva la reducción de una segunda molécula de $\text{NAD}^+$ a **NADH** y la generación de una segunda molécula de **dióxido de carbono** ($\text{CO}_2$).
• Hasta aquí ya se han producido dos moléculas de dióxido de carbono, por lo que se ha completado la oxidación neta del grupo acetilo. Hay que resaltar que no son los átomos del grupo acetilo entrante los que han sido oxidados directamente.

Fosforilación a Nivel de Sustrato

• La **succinil-CoA sintetasa** convierte el succinil-CoA en **succinato**.
• La energía libre de la reacción se conserva aquí por la formación de **GTP**, a partir de GDP y Pi (que posteriormente puede intercambiarse por ATP).