Glucólisis y ciclo de Krebs: etapas, enzimas y balance energético

Glucólisis: ruta de la glucosa en el citosol

Etapa preparatoria

1. Glucosa + ATP → glucosa 6-fosfato + ADP + Pi (enzima: hexoquinasa, irreversible)

2. Glucosa 6-fosfato → fructosa 6-fosfato (enzima: fosfoglucosa isomerasa, reversible)

3. Fructosa 6-fosfato + ATP → fructosa 1,6-bisfosfato + ADP + Pi (enzima: fosfofructoquinasa, irreversible)

4. Fructosa 1,6-bisfosfato → 3-fosfogliceraldehído + fosfodihidroxiacetona (enzima: aldolasa, reversible)

5. Fosfodihidroxiacetona → 3-fosfogliceraldehído (enzima: triosa fosfato isomerasa)

Etapa de beneficio energético

Se produce la oxidación del 3-fosfogliceraldehído y sucesivas transformaciones hasta piruvato, acopladas a la formación de NADH y ATP.

6. 3-fosfogliceraldehído + NAD+ + Pi → 1,3-bisfosfoglicerato + NADH + H+ (enzima: gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa)

7. 1,3-bisfosfoglicerato + ADP → 3-fosfoglicerato + ATP (enzima: fosfoglicerato quinasa)

8. 3-fosfoglicerato → 2-fosfoglicerato (enzima: fosfoglicerato mutasa)

9. 2-fosfoglicerato → fosfoenolpiruvato + H2O (enzima: enolasa)

10. Fosfoenolpiruvato + ADP → piruvato + ATP (enzima: piruvato quinasa)

Balance: se producen 2 ATP + 2 NADH, que equivalen a 8 ATP en total.

Cadena de transporte de electrones

• Complejos I y II: catalizan la transferencia de electrones a la ubiquinona (Q) a partir de dos dadores electrónicos distintos: NADH (complejo I) y succinato (complejo II).
• Complejo III: transfiere los electrones desde la Q reducida (QH2) al citocromo c.
• Complejo IV: completa la secuencia transfiriendo electrones desde el citocromo c al O2: 1/2 O2 + 2H+ → H2O.

Ciclo de Krebs (ciclo del ácido cítrico)

1. Se condensa un acetil CoA (2C) + oxalacetato (4C) + H2O, por acción de la citrato sintasa, formando citrato (6C) y CoA-SH (irreversible).

2. a) El citrato, por acción de la aconitasa, forma cis-aconitato + H2O (deshidratación).
b) El cis-aconitato + H2O, por acción de la aconitasa, forma isocitrato (hidratación) (reversible).

3. El isocitrato + NAD+ + H+, por acción de la isocitrato deshidrogenasa, forma α-cetoglutarato + CO2 + NADH + H+ (decarboxilación oxidativa) (irreversible).

4. El α-cetoglutarato + NAD+ + CoA-SH, por acción de la α-cetoglutarato deshidrogenasa, forma succinil-CoA + NADH + CO2 (decarboxilación oxidativa) (irreversible).

5. El succinil-CoA + GDP + Pi, por acción de la succinil-CoA sintetasa, forma succinato + GTP + CoA-SH (fosforilación a nivel de sustrato) (reversible).

6. Succinato + FAD, por acción de la succinato deshidrogenasa, forma fumarato (deshidrogenación) (reversible).

7. Fumarato + H2O, por acción de la fumarasa, forma malato (hidratación) (reversible).

8. Malato + NAD+, por acción de la malato deshidrogenasa, forma oxalacetato + NADH + H+ (deshidrogenación).

Balance energético

Acetilación del ácido pirúvico a acetil CoA: 2 NADH = 6 ATP

Ciclo de Krebs: 2 ATP + 6 NADH (18 ATP) + 2 FADH2 (4 ATP) = 24 ATP en las 2 vueltas