Formazione dell'AcetilCoA e ciclo dell'acido citrico, Appunti di Biochimica

Scarica Formazione dell'AcetilCoA e ciclo dell'acido citrico e più Appunti in PDF di Biochimica solo su Docsity! Precursori generali dell’Acetil-CoA Nell’Acetil-CoA è presente un legame tioestere ad alta energia e può derivare sia dalla glicolisi (per demolizione di glicogeno o dei carboidrati ingeriti), ma può anche derivare dalla lipolisi, ovvero dalla demolizione dei lipidi, e dalla proteolisi attraverso l’ossidazione di certi amminoacidi. Tutte queste vie metaboliche vanno a formare Acetil-CoA. L’ossidazione del piruvato porta alla produzione dell’Acetil-CoA e rappresenta il punto di ingresso dei carboidrati nel ciclo di Krebs. Il piruvato può avere diversi destini: - Transamminazione -> produzione dell’amminoacido alanina - Carbossilazione -> ossalacetato (ritorno nella via metabolica della gluconeogenesi) - Riduzione -> lattato (in condizioni anaerobiche) - Decarbossilazione ossidativa -> Acetil-CoA -> entrata nel ciclo dell’acido citrico Complesso della piruvato deidrogenasi Il complesso enzimatico della piruvato deidrogenasi catalizza un processo di ossidazione irreversibile in cui il gruppo carbossilico del piruvato viene rimosso sotto forma di una molecola di CO2 e i due atomi di carbonio che restano al piruvato, diventano il gruppo acetilico dell’Acetil-CoA. Complesso della piruvato deidrogenasi (PDH) = complesso formato da tre enzimi (E1, E2 ed E3) e cinque coenzimi: 1. Tiamminapirofosfato (TPP), 2. Flavinadeninucleotide (FAD), 3. CoenzimaA (CoA) 4. Nicotinammide adinin dinucleotide (NAD+) 5. Lipoato (unito da un legame ammidico all’enzima 2 del complesso) Successivamente l’Acetil-CoA entra nel ciclo di Krebs per venire nuovamente ossidato, ha un’alta energia di legame (tioestere). Il lipoato Cofattore della piruvato deidrogenasi, formato da due gruppi tiolici che possono essere ossidati a due ponti disolfuro (-S-S-). Può essere utilizzato come trasportatore di e- per la sua grande capacità di ridursi/ossidarsi, ma anche come trasportatore di gruppi acilici. Enzima 1 (E1) = piruvato deidrogenasi Enzima 2 (E2) = diidrolipoil transacetilasi Enzima 3 (E3) = diidrolipoil deidrogenasi Gli enzimi sono l’uno accanto all’altro ma hanno tre attività catalitiche separate, quindi tre substrati distinti. Tappa 1 della PDH E1 è complessato alla tiamminapirofosfato (TPP) e rilascia l’atomo C-1 del piruvato sotto forma di CO2, in seguito il gruppo C-2 si lega al TPP come gruppo idrossi-etilico (carbanione) Tappa 2 della PHD Reazione REDOX in cui si vede il gruppo idrossi-etilico che attacca il legame disolfuro della lipoammide in forma ossidata -> - riduzione della lipoammide e formazione di acetil- diidrolipoammide - rigenerazione del complesso TPP-E1 (il gruppo idrossi-etilico è ossidato a gruppo acetilico) - il gruppo acetilico è esterificato su uno dei due gruppi -SH L’arsenico, un potente veleno, è dannoso per la respirazione cellulare in quanto è in grado di bloccare l’azione della piruvato deidrogenasi. Tappa 5 : idrolisi del legame tioestere del succinil-CoA a produrre succinato, CoA-SH e GTP Reazione di idrolisi esoergonica (ΔG° = -33 kJ/mol) la cui energia libera è sfruttata per la fosforilazione del GDP a GTP (ΔG° = 30 kJ/mol), quindi, la reazione complessiva è solo leggermente esoergonica in quanto il ΔG° netto è uguale a -3 kJ/mol. Una volta che il GTP si è formato, si trasferisce un gruppo P all’ADP per dare GDP e, in seguito, ATP. = FOSFORILAZIONE a LIVELLO del SUBSTRATO 𝐺𝑇𝑃 + 𝐴𝐷𝑃 → 𝐺𝐷𝑃 + 𝐴𝑇𝑃 con enzima nucleoside difosfato chinasi Tappa 6 : formazione del fumarato Ossidazione FAD-dipendente da parte della succinato deidrogenasi (flavo proteina), proteina integrale della membrana mitocondriale interna, che contiene atomi di ferro ma non il gruppo eme. l’accettore di e- è il FAD che viene ridotto a FADH2 e il succinato è ossidato a fumarato Tappa 7 : idratazione e ossidazione L’acqua si lega al fumarato dando malato, il ΔG° è negativo e la reazione è reversibile. Inoltre, la fumarato è stereospecifica, in quanto dà la conformazione L-malato. Tappa 8 : rigenerazione dell’ossalacetato Quando l’ossalacetato vuole uscire dal mitocondrio per fare la gluconeogenesi, la reazione può tornare indietro, infatti tale reazione non è molto spinta. l’ossalacetato può poi legare un’altra molecola di Acetil-CoA e cominciare un nuovo ciclo di Krebs. Soltanto un fosfato ad alta energia, il GTP, è prodotto direttamente del ciclo dell’acido citrico. Numero di molecole di ATP formate complessivamente* Numero di molecole di Al Reazione ‘venzimi ridotti formati direttame: Glucosio — glucosio 6-fosfato 1 Fruttosio 6-fosfato + fruttosio1,6-bisfosfato =1ATP el 2 Gliceraldeide 3-fosfato + 2 1,3-bisfosfoglicerato 2NADH 305° 21,3-Bisfosfoglicerato > 2 3-fosfoglicerato 2ATP 2 2 Fosfoenolpiruvato + 2 piruvato 2ATP 2 Pîruvato > 2 acetil.CoA 2.NADII 2 Isocitrato + 2 a-chetoglutarato 2 NADI 2a-Chetoglutarato > 2 succinil-CoA 2NADI 5| 25 2 Succinil-CoA + 2 succinato 2ATP (02 GTP) 2 2 Succinato + 2 fumarato 2FADH, 3 2 Malato > 2 ossalacetato 2 NADH Totale RETI