Passos no Ciclo do Ácido Cítrico
Passo 1. O primeiro passo é uma etapa de condensação, combinando o grupo acetil de dois carbonos (de acetil CoA) com uma molécula de oxaloacetato de quatro carbonos para formar uma molécula de seis carbonos de citrato. A CoA é ligada a um grupo sulfidrílico (-SH) e se difunde para eventualmente se combinar com outro grupo acetil. Este passo é irreversível porque é altamente exergônico. A taxa desta reação é controlada pelo feedback negativo e a quantidade de ATP disponível. Se os níveis de ATP aumentam, a taxa desta reacção diminui. Se o ATP está em falta, a taxa aumenta.
Passo 2. O citrato perde uma molécula de água e ganha outra à medida que o citrato é convertido no seu isómero, isocitrato.
Passos 3 e 4. No terceiro passo, o isocitrato é oxidado, produzindo uma molécula de cinco carbonos, α-ketoglutarate, juntamente com uma molécula de CO2 e dois elétrons, que reduzem o NAD+ a NADH. Esta etapa também é regulada pelo feedback negativo do ATP e do NADH e por um efeito positivo do ADP. Os passos três e quatro são etapas de oxidação e descarboxilação, que liberam elétrons que reduzem NAD+ para NADH e liberam grupos carboxil que formam moléculas de CO2. α-Ketoglutarate é o produto do passo três, e um grupo succinil é o produto do passo quatro. CoA liga o grupo succinil para formar succinil CoA. A enzima que catalisa o passo quatro é regulada pela inibição de feedback de ATP, succinil CoA, e NADH.
Step 5. Um grupo fosfato é substituído pela coenzima A, e uma ligação de alta energia é formada. Esta energia é utilizada na fosforilação do substrato (durante a conversão do grupo succinil para succinato) para formar o trifosfato de guanina (GTP) ou o ATP. Existem duas formas da enzima, chamadas isoenzimas, para esta etapa, dependendo do tipo de tecido animal em que são encontradas. Uma forma é encontrada nos tecidos que utilizam grandes quantidades de ATP, como o coração e o músculo esquelético. Esta forma produz ATP. A segunda forma da enzima é encontrada em tecidos que têm um alto número de vias anabolizantes, como o fígado. Esta forma produz GTP. O GTP é energeticamente equivalente ao ATP; no entanto, o seu uso é mais restrito. Em particular, a síntese de proteínas usa principalmente GTP.
Passo 6. O sexto passo é um processo de desidratação que converte o succinato em fumarato. Dois átomos de hidrogênio são transferidos para FADH2, produzindo FADH2. A energia contida nos elétrons desses átomos é insuficiente para reduzir o NAD+, mas adequada para reduzir o DAD. Ao contrário do NADH, este transportador permanece ligado à enzima e transfere os elétrons diretamente para a cadeia de transporte dos elétrons. Este processo é possível através da localização da enzima catalisando este passo dentro da membrana interna da mitocôndria.
Passo 7. Adiciona-se água para fumar durante o passo 7, e produz-se malato. A última etapa do ciclo do ácido cítrico regenera o oxaloacetato através da oxidação do malato. Outra molécula de NADH é produzida.