Ciclo de Krebs
O ciclo de Krebs, também chamado de ciclo do ácido cítrico ou ciclo do ácido tricarboxílico, é uma das etapas do processo de respiração celular. O ciclo de Krebs recebeu esse nome em homenagem a Hans Krebs, pesquisador responsável por elucidar o processo. Seu trabalho foi apresentado em 1937 e rendeu-lhe o prêmio Nobel.
Esse ciclo possui oito etapas, sendo cada uma delas catalisada por uma enzima distinta. A denominação ciclo do ácido cítrico ou do ácido tricarboxílico ocorre, pois o ciclo inicia-se com a formação de ácido cítrico ou citrato, o qual se caracteriza por apresentar três grupos carboxilas ácidos. Nas células eucariontes, o ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial.
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Etapas do ciclo de Krebs
O ciclo de Krebs apresenta oito etapas, as quais serão descritas a seguir. Para facilitar a compreensão do tema, leia o texto analisando atentamente a imagem a seguir:
O ciclo de Krebs inicia-se com a acetil-CoA como substrato, o qual foi formado com base na oxidação do piruvato. Os dois carbonos da acetil-CoA combinam-se com oxaloacetato, um composto de quatro carbonos, formando um composto de seis carbonos denominado citrato (etapa 1). O citrato é convertido em isocitrato, seu isômero (etapa 2). Essa conversão acontece devido à remoção de uma molécula de água e à adição de outra.
O isocitrato é então oxidado, reduzindo NAD+ a NADH. O composto resultante da reação perde uma molécula de CO2 (etapa 3). Outra molécula de CO2 é perdida, e ocorre a oxidação do composto, reduzindo NAD+ a NADH. A molécula então se liga à coenzima A por meio de uma ligação instável (etapa 4).
Ocorre a substituição da CoA por um grupo fosfato. O grupo fosfato é transferido ao GDP e forma uma molécula de GTP, a qual é semelhante ao ATP. Em bactérias e plantas, o ATP é formado no lugar de GTP (etapa 5). A FAD então remove dois átomos de hidrogênio do succinato, formando FADH2 (etapa 6).
Uma molécula de água é adicionada ao fumarato, fazendo com que um grupo hidroxila fique próximo do carbono carbonila (etapa 7). Por fim, o substrato é oxidado, levando à redução de NAD+ a NADH e regenerando o oxaloacetato (etapa 8). A regeneração do oxaloacetato é que dá o status de ciclo ao processo.
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Rendimento total do ciclo de Krebs
No tópico anterior, descrevemos as oito etapas que constituem o ciclo de Krebs. Entretanto, quando descrevemos o ciclo, observamos a entrada de um único acetil-CoA. Devemos lembrar-nos de que a molécula de glicose, por meio do processo de glicólise, formará duas moléculas de piruvato, as quais serão convertidas em dois acetil-CoA. Para considerar o rendimento total do ciclo de Krebs por glicose, devemos, portanto, considerar dois acetil-CoA. Sendo assim, temos o seguinte rendimento total:
-
6 NADH
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2 FADH2
-
O equivalente a 2 ATP
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Exercício sobre o ciclo de Krebs
Agora que já conhecemos melhor o ciclo de Krebs, vamos testar nossos conhecimentos respondendo uma questão sobre o tema:
(PUC-Campinas) Para responder esta questão, considere o texto abaixo:
O cardiologista John Kheir, do Hospital Infantil de Boston (EUA), liderou um estudo em que coelhos com a traqueia bloqueada sobreviveram por até 15 minutos sem respiração natural, apenas por meio de injeção de oxigênio na corrente sanguínea. A técnica poderá prevenir parada cardíaca e danos cerebrais induzidos pela privação de oxigênio, além de evitar a paralisia cerebral quando há comprometimento de oxigenação fetal.
(Revista Quanta, ano 2, n. 6, agosto e setembro de 2012. p. 19)
O oxigênio é usado no processo de respiração celular, sobre o qual foram feitas as seguintes afirmações:
I. O CO2 é liberado apenas durante a glicólise.
II. No ciclo de Krebs, há formação de ATP.
III. O ciclo de Krebs ocorre nas cristas mitocondriais.
IV. O oxigênio é utilizado apenas na cadeia respiratória.
Está correto o que se afirma apenas em:
a) I, II e III.
b) I e II.
c) II e IV.
d) I e IV.
e) III e IV.
Resolução: A primeira afirmação está incorreta, pois não há liberação de CO2 na glicólise e, como vimos ao longo do texto, a liberação de CO2 é observada no ciclo de Krebs. A afirmação II está correta, pois, durante o ciclo, ATP é produzido. A afirmação III está incorreta, pois o ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial. Por fim, a última afirmação está correta, pois o oxigênio é usado apenas na cadeia respiratória. Sendo assim, a resposta correta é a letra c.