En animales, es una oxidación irreversible del a-ceto(oxo)glutarato, proceso catalizado por el complejo de la a-ceto(oxo)glutarato deshidrogenasa que consiste en ladescarboxilación oxidativa de un cetoácido (a-ceto(oxo)glutarato), liberando el segundo CO2 y NADH del ciclo del ácido cítrico. El proceso en general recuerda la reacción catalizada por el complejo multienzimático de la piruvato deshidrogenasa; en este caso las enzimas que forman el complejo son: a-cetoglutarato deshidrogenasa (E1), dihidrolipoil transsuccinolasa (E2) ydihidrolipoil deshidrogenasa (E3). La reacción es análoga a la oxidación del piruvato a Ac-CoA y se produce por el mismo mecanismo, participan como coenzimas: PPi de tiamina, ácidolipóico, CoA, FAD+, y NAD+;
Es una disociación del succinil-CoA, la CoA no se pierde por simple hidrólisis, sino en una reacción de conservación de la energía con el difosfato de guanosina y fósforo inorgánico.
La enzima es la succinil-CoA sintetasa (también llamada succinato tiocinasa), que sintetiza un enlace de alta energía en el GTP. Se ha encontrado que el mecanismo se lleva por la fosforilación de la enzima en una histidina, el mecanismo de reacción consiste de tres eventos:
1.- Succinil-CoA + Pi + Enzima (E) Û E-Succinil-P + CoA
2.- E-succinil-P Û E-P + succinato
3.- E-P + GDP Û E + GTP.
El GTP cede su –P al ADP para formar ATP reacción catalizada por la nucleósido difosfato cinasa, esta es una fosforilación a nivel de sustrato como la que cataliza la piruvatocinasa en la glucólisis.
La oxidación del succinato es catalizada por la succinato deshidrogenasa, flavoproteína que contiene FAD unido covalentemente.
FAD-ribitol-P-P-ribosa
I I
Flavina Adenina
Esta enzima está unida a la membrana interna mitocondrial, el FAD actúa como un aceptor de hidrógenos en la reacción.
Esta enzima es una ferrosulfoproteína de 100,000 kDa, que contiene un FAD, 8 átomos de Fe y 8 de azufre; es un heterodímero. En la subunidad mayor (70,000 kDa), se encuentra el FAD, 4Fe y 4S; la otra subunidad es de 30,000 Da. La succinato deshidrogenasa es activada por succinato, fósforo inorgánico, ATP, y coenzima Q (CoQ) reducida. Por otra parte, es inhibida por oxaloacetato, su actividad es mucho mayor que las demás enzimas del ciclo y que las de la cadena respiratoria.
La hidratación reversible del fumarato a L-malato es catalizada por la fumarasa, que es una enzima hidratasa.
La fumarasa tiene un peso molecular de 200,000 kDa, es un homotetrámero activo (sus monómero son inactivos cuando se separan). Esta enzima es Inhibida por ATP, y esestereoespecífica para su substrato.
Es la última reacción del ciclo. La malato deshidrogenasa NAD+ dependiente cataliza la oxidación del L-malato a oxaloacetato. Es una enzima estereoespecífica, se encuentran 2isoformas en animales, una mitocondrial y otra citoplásmica.
Figura: Representación de las transiciones moleculares que ocurren durante el ciclo de Krebs.
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