Ciclo do glioxilato

O ciclo do glioxilato, também conhecido como ciclo de Toledo, é uma via alternativa de metabolismo de acetil-CoA, encontrada nos vegetais e em algumas bactérias, que permite a síntese de glicose e a produção de intermediários do ciclo de Krebs a partir de acetil-CoA. Por isso mesmo essa via conta com a presença de enzimas do ciclo de Krebs (citrato-sintase e aconitase) além de duas enzimas ausentes nessa via (isocitrato liase e a malato sintase).

No ciclo de Krebs, o isocitrato é convertido em alfa-cetoglutarato, que é convertido em succinato, enquanto que no ciclo do glioxilato, o isocitrato origina o succinato e o glioxilato. O succinato regenera o oxaloacetato e o glioxilato se condensa com acetil-CoA formando o malato. Este vai passar para o citosol, onde origina oxaloacetato, que pode ser transformado em glicose pela neoglicogênese. O ciclo de glioxilato desta forma permite a conversão de acetil-CoA e, portanto, de ácidos graxos, a glicose.

Essa via não está presente em animais, devido à importância da via convencional para o sistema nervoso. O ciclo do glioxilato não produz alfa-cetoglutarato, um precursor do glutamato. Glutamato atua como neurotransmissor excitatório e como precursor do GABA, outro neurotransmissor, de função inibitória.

Ciclo do glioxilato

Os intermediários do ciclo do glioxilato mostrados em projeções de Fischer mostram as mudanças químicas passo a passo. Tal imagem pode ser comparada com a representação como modelo poligonal.

Estrutura dos intermediários do ciclo do glioxilato mostrados utilizando projeções de Fischer, esquerda, e modelo poligonal, direita. A molécula de dois carbonos acetil na forma ativada acetil CoA (AcoA), parte superior, sofre condensação com a molécula de oxalacetato (OxA), quatro carbonos, para formar citrato (Cit). Os próximos intermediários são, respectivamente, cis-aconitato (CisA) e isocitrato (IsoC), que produz succinato (Suc) e glioxilato (Glx). Esse último sofre condensação com molécula de dois carbonos de outro acetil CoA, produzindo malato (Mal), com regeneração do oxaloacetato. As enzimas envolvidas nessa via metabólica correspondem a citrato sintase (1), aconitase (2), isocitrato liase (3), malato sintase (4) e malato desidrogenase (5). Notavelmente duas moléculas de acetil CoA produzem uma molécula de succinato, que pode ser utilizado para síntese de carboidratos. Succinato pode originar oxalacetato pelas reações do ciclo do ácido cítrico (succinato-fumarato-malato-oxalacetato), não representadas aqui. Coenzimas (CoA-SH, NAD⁺, NADH + H⁺) foram omitidas nessas representações. As produções de NADH da forma oxidada da coenzima é representada como liberação de “2H" no ciclo.