Quimica

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O Ciclo do Ácido Cítrico

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Histórico

Durante a segunda metade do século 20 alguns investigadores detectaram a transferência de átomos de hidrogênio em alguns ácidos orgânicos em suspensões de tecidosanimais moídos. Estas experiências foram feitas em condições anaeróbias e usaram como indicador o azul de metileno. Com estas experiências foi possível concluir a existência de desidrogenases naqueles tecidos. Nos anos 30 determinou-se a velocidade de consumo de oxigênio molecular através de medições com manômetros (aparelhos que permitem medir as alterações no volume de um sistema fechado a pressão etemperatura constantes.) em suspensões de tecidos moídos. Verificou-se a oxidação de alguns ácidos orgânicos a dióxido de carbono e foi mesmo possível detectar a sequência de oxidação do succinato.
Em 1937 Hans Krebs e seu assistente, W. A. Jhonson deduziram a operação do ciclo do acido cítrico a partir de observações sobre a velocidade de consumo de oxigênio durante a oxidação do piruvatopor suspensões de músculos peitorais de pombos. Músculos ativos durante o vôo, que exibem uma velocidade de respiração muito alta e sendo apropriados para investigações metabólicas.
Estudos anteriores mostraram que o succinato, fumarato, malato e o oxaloacetato estimulavam o consumo de oxigênio por esses músculos. Krebs mostrou que o piruvato também aumentava o consumo de oxigênio. Alémdisso, ele também observou que a oxidação do piruvato podia ser grandemente estimulada pelo oxaloacetato, cis-aconitato, isocitrato e α-cetoglutarato. Os efeitos dessas substâncias eram completamente suprimidos pela adição de malonato, um inibidor competitivo da succinato-desidrogenase. A adição do malonato também acumulava citrato, α-cetoglutarato e succinato.
Pelo fato da adição do piruvato eoxaloacetato à suspensão ter resultado no acúmulo de citrato, Krebs concluiu que a via operava como um ciclo. Somente em 1951 foi demonstrado que a acetil-CoA é o intermediário com o oxaloacetato para formar citrato. Krebs publicou seu artigo na revista Enzimologia já que a revista nature recusou o artigo original.

O ciclo do ácido cítrico

O ciclo do ácido cítrico (também chamado deciclo de Krebs ou ciclo dos ácidos tricarboxílicos) é o estágio final da oxidação dos combustíveis metabólicos. Os átomos de carbono entram no ciclo na forma de grupos acetila derivados dos carboidratos, ácidos graxos, aminoácidos. O grupo acetila ligado a coenzima-A (acetil-CoA) é oxidado em oito reações mitocondriais para formar duas moléculas de CO2 com a conservação da energia livre liberada emtrês moléculas de NADH, uma de FADH2 e um composto de alta energia (GTP ou ATP). O NADH e o FADH2 são oxidados e os elétrons são conduzidos pela cadeia mitocondrial transportadora de elétrons com a liberação de energia conservada na forma de ATP sintetizado a partir de ADP e Pi por meio de processo denominado fosforilação oxidativa . A reação líquida para o ciclo do ácido cítrico é:

Acetil-CoA+ 3 NAD + + FAD + GDP + Pi + 2 H20 (2CO2 + 3NADH + FADH2 + CoASH + GTP + 3H+

Além do papel na geração de energia, o ciclo do ácido cítrico também é fonte de unidades monoméricas para a biossíntese de carboidratos, lipídeos e aminoácidos não-essenciais. Nesse contexto será examinado como o piruvato derivado da glicose e outros açúcares através da via glicolítica são oxidados à acetil-CoAe C02 para entrar no ciclo do ácido cítrico. O piruvato atravessa a membrana externa da mitocôndria via canais aquosos de proteínas transmembranas chamados porinas. A piruvato-translocase, uma proteína da membrana mitocondrial interna, transporta especificamente o piruvato do espaço intermembrana para a matriz mitocondrial em simporte com o H++.

Produção do acetil-CoA a partir da...