sábado, 20 de mayo de 2017

5 REACCIONES DEL CICLO DE KREBS 2, REGENERACIÓN DEL OXALOACETATO

5.1 Succinato a Fumarato

Esta es otra reacción de oxidación en la que se desprenden dos protones con sus respectivos electrones de alta energía. La reacción en si requiere de dos coenzimas, la primera se denomina ubiquinona también conocida como coenzima Q10. La coenzima Q-10 “la misma que vemos en fotosíntesis” es una molécula muy importante, se hecho su rol más preponderante concierne a la cadena de transporte de electrones. CoQ-10 es una molécula hidrófoba lo cual le permite atravesar con gran facilidad la membrana interna de la célula y a adicional a esto es un aceptor de protones y electrones, es decir es un portador de energía similar a NAD. La coenzima Q-10 se caracteriza por un anillo de 6 carbonos unido a una cadena alifática ramificada de unos 40 carbonos de longitud, esta cadena larga de la su carácter hidrófobo y le permite penetrar en la membrana celular con suma facilidad. Las posiciones para aceptar protones son dos oxígenos cetona ubicados en el anillo de 6 carbonos "en la forma oxidada". En la forma reducida en anillo de 6 carbonos se convierte en un anillo bencénico y los oxígenos tipo cetona se convierten en grupos hidroxilo.

Como portador de electrones es el agente que se encarga de transferir los electrones entre las proteínas integrales de la cadena de transporte de electrones. Sin embargo co-Q10 también es una molécula con importantes roles como antioxidante, por ejemplo impide la oxidación de los lípidos y por lo tanto previene la síntesis de radicales peróxilo. Más aun reduce radicales perferril y singletes de oxígeno, lo cual previene la propagación de la peroxidación de los lípidos con la formación de ubisemiquinona y peróxido de hidrógeno. Durante eventos de estrés metabólico, coQ-10 protege la integridad del ADN especialmente el mitocondrial. Incluso reghenera a otros antioxidantes como la vitamina E. En la reacción también interviene un segundo portador de energía FAD quien se reduce para formar FADH2. De los dos portadores solo FAD se emplea en los cálculos de energía para la respiración aeróbica.

En cuanto a la enzima que cataliza la reacción resulta interesante que, también se encuentra involucrada en la cadena de transporte de electrones. De hecho estamos tratando con un complejo de proteínas integral de la membrana interna de la mitocondria llamado deshidrogenasa de succinato o complejo II de la cadena de transporte de electrones. Sin embargo su naturaleza biomolecular será discutida con más profundidad cuando se hable de los componentes de la cadena de transporte de electrones. El sustrato oxidado de esta reacción es fumarato, un compuesto oxidad, esta oxidación se caracteriza por la pérdida de dos protones por molécula generando un doble enlace a la altura de los carbonos 2 y 3 de la cadena.

Referencias básicas: (Belk & Maier, 2013; Berg et al., 2015; Campbell & Farrell, 2012; Garrett & Grisham, 2013; Hoefnagels, 2015; Karp, 2013; Lieberman & Rice, 2014; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2018, 2015; Mader, 2010; Mason et al., 2014; Meisenberg & Simmons, 2017; Murray et al., 2012; Nelson & Cox, 2008; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013; Voet et al., 2013).

5.2 Fumarato a Malato

Esta es una reacción de hidratación, es decir una en la que una molécula de agua es adicionada, adicionalmente no se obtiene energía en el proceso. La enzima involucrada viene en dos variedades en los seres humanos, una involucrada en el metabolismo de los aminoácidos y la otra que es la que nos interesa en la mitocondria. El sustrato de la reacción es el fumarato el cual posee un enlace doble en los carbonos 2 y 3. El blanco de la reacción es precisamente este doble enlace, donde la enzima es capaz de adicionar un protón a uno de los carbonos y un grupo hidroxilo al otro liberando el enlace doble. La enzima que cataliza la reacción también se encuentra involucrada en ciertos tipos de cáncer, especialmente el cáncer renal.

5.3 Malato a oxaloacetato

Esta es la reacción que completa el ciclo de Krebs, se trata de una oxidación en la cual se extrae energía en forma del portador NADH. El equilibrio de la reacción favorece en condiciones normales favorece la forma inversa de la reacción. La reacción es catalizada por la enzima malato deshidrogenasa, la cual libera un protón del grupo hidroxilo agregado en la reacción anterior junto con un par de electrones de alta energía, donándolos al NAD. La reacción en si está involucrada en otras rutas metabólicas como la gluconeogénesis.

En cada ciclo de Krebs por lo tanto, se pierde un carbono del piruvato y un carbono del oxaloacetato en forma de dióxido de carbono, y el oxaloacetato regenerado poseerá un solo carbono proveniente del piruvato del ciclo anterior.

Referencias básicas: (Belk & Maier, 2013; Berg et al., 2015; Campbell & Farrell, 2012; Garrett & Grisham, 2013; Hoefnagels, 2015; Karp, 2013; Lieberman & Rice, 2014; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2018, 2015; Mader, 2010; Mason et al., 2014; Meisenberg & Simmons, 2017; Murray et al., 2012; Nelson & Cox, 2008; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013; Voet et al., 2013).

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