Scarica Ciclo di Krebs e metabolismo acido citrico: decarbossilazione e trasporto piruvato e più Appunti in PDF di Biochimica solo su Docsity! “ciclo dell'acido citrico, ciclo di Krebs” Punto di raccolta di processi degradativi di acidi grassi e di (Oxaloacetate) amminoacidi che consentono la sopravvivenza dell'organismo. Gi G MADH 4 Y NADH (> co. Ciclo dell'acido citrico FaoH, È Respirazione cellulare mn => I FASE (anaeorobia): Fontaine da Gli zuccheri, gli acidi grassi e gli amminoacidi formano composti a GTI + ADP O + ATP 0» Ott DUE ATOMI DI C sotto forma di acetil coenzima A (Acetil-CoA) Reucienzioe aiosino crinaei = II FASE (aerobia): | gruppi acetilici sono ossidati a CO2 nel ciclo dell'acido citrico L'E viene conservata nelle forme ridotte di NADH e FADH2., Il ciclo dell'acido citrico è il ciclo di Krebs = II FASE: Il NADH e il FADH2 vengono OSSIDATI liberando e - e H+ e - : catena respiratoria e produzione di H20 e ATP H+ : utilizzati per creare la forza motrice per la sintesi di ATP Nei mitocondri: Membrana mitocondriale ESTERNA: il passaggio del piruvato viene garantito dalla presenza di PORINE (struttura a botte che permettono il passaggio che attraversano la membrana e consentono il passaggio di molecole cariche) Membrana mitocondriale INTERNA: più selettiva della membrana mitocondriale esterna e consente l’acceso solo a molecole che hanno una precisa funzione nel mitocondrio Il piruvato viene trasportato all’interno del mitocondrio dal TRASPORTATORE MITOCONDRIALE DEL PIRUVATO Panoramica del ciclo di krebs: ® Condensazione gruppo ACETILE (2C) con OSSALACETATO (4C) -> CITRATO ® 2 carbossilazioni che formano un intermedio a quattro atomi di carbonio più ridotto di quello iniziale e contenente un legame tioestere ® Fosforilazione a livello di substrato (-> GTP) ® Rigenerazione dell’OSSALACETATO Piruvato -> CO2 + H20 Produzione di: . NE vi (eso dora civico, ner = TaPADH, Catena di trasporto elettronico (produzione ATP} 00” ie > nn Il ciclo di Krebs si svolge nei MITOCONDRI Prima di entrare nel ciclo dell'acido citrico il piruvato deve essere trasportato da un compartimento cellulare ad un altro Il piruvato possiede una carica negativa e questo impedisce al piruvato di diffondere attraverso la membrana mitocondriale interna - > Trasportatore mitocondriale del piruvato (MPC) Il piruvato viene trasformato dal complesso della PIRUVATO DEIDROGENASI (PDH), un complesso multienzimatico capace di portare a termine tre reazioni In generale, la PIRUVATO DEIDROGENASI converte il piruvato in Acetil-CoA con sviluppo di NADH e CO2 Il NADH porta uno ione idruro (:H- ) alla catena respiratoria e li trasferisce all’02 » Da una molecola di NADH (2 elettroni) si sviluppano 2,5 molecole di ATP dalla catena di trasporto elettronico (2 NADH —5 ATP) > Dalla glicolisi: 2 NADH per molecola di glucosio >» Il guadagno netto di ATP (glicolisi+PDH): 2 ATP (glicolisi) + 2 NADH (glicolisi) (5 -> ATP) + 2 NADH (dalla PDH) (-> 5 ATP) = 12 ATP Il complesso della PDH è costituito da tre enzimi distinti ® Piruvato deidrogenasi (El , contiene il TPP) ® Diidrolipoil transacetilasi (E2 ; gruppo prostetico lipoato) ® Diidrolipoil deidrogenasi (E3 ; contiene il FAD) Il complesso PDH isolato dai mammiferi ha un diametro di circa 50 nm, più di cinque volte più grande di un intero ribosoma e abbastanza grande da essere visualizzato con il microscopio elettronico Stessa architettura El -E2 -E3 conservata anche nella a- chetoglutarato deidrogenasi (ciclo di Krebs) Enzima Gruppo prostetico Substrato Funzione Prodotto EI TPP Firuvato Dec ne ossidativa co, E2 Lipoammide Co&-SH bi FAD NaAD* NADH Questa struttura E1-E2-E3 è stata conservata durante l'evoluzione e viene utilizzata in una serie di reazioni metaboliche simili, tra cui l'ossidazione di a-ketoglutarato nel ciclo dell'acido citrico e l'ossidazione di acidi a-keto derivati dalla degradazione degli amminoacidi a catena ramificata (valina, isoleucina e leucina). > Tutti questi enzimi promuovono un decarbossilazione ossidativa di un a-chetoacido E1 catalizza prima la decarbossilazione del piruvato, producendo idrossietile-TPP, e poi l'ossidazione del gruppo idrossietile ad un gruppo di acetile. Gli elettroni di questa ossidazione riducono il ponte disolfuro -S-S- del lipoato legato a E2, e il gruppo acetile viene trasferito con un legame tioestere di un gruppo -SH del lipoato ridotto E2 catalizza il trasferimento del gruppo acetil al coenzyme A, formando Acetil-CoA. E3 catalizza la rigenerazione della forma ossidata (disolfuro) del lipoato. Gli e - passano prima al FAD, poi al NAD. Il braccio di lipoil-lisina ruota dal sito attivo di El a E2 a E3, tenendo legati gli intermedi al complesso enzimatico per consentire l’incanalamento del substrato («substrate channeling»), evitando così l'utilizzo delle specie intermedie da parte di altri enzimi. La conversione del piruvato in acetil CoA consiste in QUATTRO fasi: (vedi slide 18 e 19 file krebs) ® Decarbossilazione dove l'anello tiazolico caricato positivamente agisce come un «dissipatore di elettroni» che stabilizza la carica negativa che viene trasferita all'anello come parte della decarbossilazione + Ossidazione ® Trasferimento del risultante gruppo acetilico al CoA ® Rigenerazione della lipoammide ossidata La tiamina pirofosfato (o tiammina difosfato), abbreviata come TPP, è il coenzima delle decarbossilasi dei chetoacidi e delle transchetolasi. Ha un ruolo importante nella decarbossilazione ossidativa del piruvato e dell'a-chetoglutarato nel ciclo di
