La calesita de Krebs 🎠

El ciclo de Krebs o del ácido cítrico es una vía metabólica cíclica, oxidativa y anfibólica, que se produce en las mitocondrias en las células eucariotas y en las procariotas, en el citoplasma. Es uno de los tres pasos de la respiración celular.

Al ser cíclica, es necesaria una sustancia aportada desde el exterior llamada alimentadora, que en este ciclo es la acetil-CoA. Junto con el oxalacetato, forman el citrato, reacción catalizada por la enzima citrato sintasa, una de las reguladoras alostéricas. La acetil-CoA sería la sortija de cada vuelta de una calesita, la cual la agarra el oxalacetato y se transforma en citrato.

El citrato se convierte en cis-aconitato y luego en D-isocitrato por una isomerización producida por la enzima aconitasa.

El D-isocitrato sufre una deshidrogenación para volverse α-cetoglutarato, reacción catalizada por la enzima isocitrato deshidrogenasa. Los hidrógenos que se perdieron son captados por NAD+ y pasa a ser NADH+H+ y se libera CO2. Es como si una persona (enzima) le sacara papas fritas a otra que tiene de más (D-isocitrato) y se los diera a su hambriento amigo (coenzima NAD+) y así le reduce el apetito (NADH+H+). Esta enzima es una de las reguladoras más importantes partícipes del ciclo, su regulación es alostérica. Su afinidad por el sustrato aumenta por ADP y se baja por ATP y NADH. Por ejemplo, un día soleado (ADP) hará que un niño juegue sin parar, sin embargo, al nublarse, decide quedarse en su casa, tirado en el sillón.

Después, la enzima α-cetoglutarato deshidrogenasa es otra reguladora encargada de catalizar la descarboxilación oxidativa de α-cetoglutarato, etapa muy similar a la del piruvato. En realidad, es un complejo multienzimático formado por tres enzimas que requieren las coenzimas pirofosfato de tiamina, ácido lipoico, CoA, FAD+ y NAD+. Los productos resultantes de la reacción son CO2, NADH+H+ y succinil-CoA.

La succinil-CoA es convertida en succinato gracias a la succinil-CoA sintetasa. Es una reacción exergónica que libera mucha energía en forma de GTP.

Otra deshidrogenación se vuelve a producir y el succinato se transforma en fumarato por medio de la succinato deshidrogenasa. Los hidrógenos son captados por el FAD y se reduce a FADH2.

Por la adición de agua, el fumarato se vuelve malato, reacción catalizada por la fumarasa.

Para transformarse en oxalacetato,el malato pierde hidrógenos y estos son “agarrados” por la coenzima NAD+, que acompaña a la malato deshidrogenasa, que se reduce a NADH+H+. La oxidación del malato es una reacción endergónica, es por ello que la célula baja el producto para que sea espontánea. Entonces, el producto, que es el oxalacetato, es consumido muy rápido por el primer proceso que es exergónico permitiendo que la reacción de que cataliza la malato deshidrogenasa ocurra más fácilmente.