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

• 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.