Ciclo&dell’Acido&Citrico&e&
Fosforilazione&Ossida4va&
Una panoramica del ciclo dell’acido citrico
Conce6&chiave&
•"Il ciclo dell’acido citrico è un processo catalitico a 8 tappe che converte i
gruppi acetile derivati dai carboidrati, dagli acidi grassi e dagli amminoacidi
in CO2, producendo 3 NADH, 1 FADH e 1 GTP per ogni residuo acetile
ossidato."
Schema generale del metabolismo
ossidativo dei carburanti metabolici
Una panoramica del ciclo dell’acido citrico
Punto&di&verifica&
•"Spiegate perché il ciclo dell’acido citrico è considerato il punto di
smistamento del metabolismo cellulare."
"
•"Quali sono i substrati e i prodotti della reazione netta corrispondente a un
giro del ciclo dell’acido citrico?"
La sintesi dell’acetil-CoA
Conce6&chiave&
&
•"La piruvato deidrogenasi è un complesso multienzimatico che catalizza
una reazione in cinque fasi in cui il piruvato rilascia CO2 e il rimanente
gruppo acetile viene legato al coenzima A."
"
•"La sequenza di reazioni richiede i cofattori TPP, lipoammide, coenzima A,
FAD e NAD+."
I cofattori del complesso della PDH
La reazione 1 catalizzata dall’E1 del
complesso della PDH
Decarbossilazione ossidativa del piruvato"
La sintesi dell’acetil-CoA
Punto&di&verifica&
•"Riassumete i vantaggi forniti dai complessi multienzimatici."
•"Scrivete la reazione complessiva catalizzata dal complesso della piruvato
deidrogenasi."
•"Quali cofattori sono necessari? Quali di questi sono gruppi prostetici?"
Gli enzimi del ciclo dell’acido citrico
Conce6&chiave&
•"Gli otto enzimi del ciclo dell’acido citrico catalizzano le reazioni di
condensazione, isomerizzazione, ossido-riduzione, fosforilazione e
idratazione."
•"Due reazioni producono CO2, una reazione produce GTP e quattro
reazioni generano i coenzimi ridotti NADH o FADH2."
Reazione 2: l’aconitasi
Reazione 3: l’isocitrato deidrogenasi
rilascia la prima molecola di CO2
Reazione 4: l’α-chetoglutarato
deidrogenasi è simile al complesso della
PDH—produzione della seconda
molecola di NADH
Reazione 5: Succinil-CoA sintetasi,
fosforilazione a livello del substratosintesi della molecola di GTP
Reazione 6: la succinato deidrogenasi
produce FADH2
Il gruppo prostetico FAD è legato
covalentemente alla succinato
deidrogenasi
Reazione 7: la fumarasi
Reazione 8: la malato deidrogenasi
produce la terza molecola di NADH
Gli enzimi del ciclo dell’acido citrico
Punto&di&verifica&
•"Disegnate le strutture degli otto intermedi del ciclo dell’acido citrico e
indicate il nome degli enzimi che catalizzano le loro interconversioni."
•"Quali tappe del ciclo dell’acido citrico rilasciano CO2 come prodotto della
reazione? Quali tappe producono NADH o FADH2? Quali tappe producono
GTP?"
•"Scrivete le equazioni nette dell’ossidazione del piruvato, del gruppo
acetile dell’acetil-CoA e del glucosio a CO2 e H2O."
La regolazione del ciclo dell’acido citrico
Conce6&chiave&
•"Il fabbisogno energetico regola il ciclo dell’acido citrico agendo a livello
della tappa catalizzata dalla piruvato deidrogenasi e delle tre tappe che
controllano la velocità del ciclo."
•"I meccanismi di controllo dipendono dalla disponibilità dei substrati,
dall’inibizione da parte dei prodotti, dalle modificazioni covalenti e dagli
effetti allosterici."
I prodotti del ciclo dell’acido citrico
Gli elettroni vengono convogliati nella
sintesi di ATP
Le modificazioni covalenti nella
regolazione dell E1
3 enzimi funzionano in condizioni
lontane dall’equilibrio
Regolazione del ciclo dell’acido citrico
La regolazione del ciclo dell’acido citrico
Punto&di&verifica&
•"Quante molecole di ATP si possono generare dal glucosio se il ciclo
dell’acido citrico è attivo?
• Quali sono le tappe di regolazione del flusso nel ciclo dell’acido citrico?
• Descrivete il ruolo dell’ADP, del Ca2+, dell’acetil-CoA e del NADH nella
regolazione della piruvato deidrogenasi e del ciclo dell’acido citrico.
Le reazioni correlate al ciclo dell’acido citrico
Conce6&chiave&
•"Il ciclo dell’acido citrico fornisce i metaboliti per la gluconeogenesi, la
sintesi degli acidi grassi e la sintesi degli amminoacidi."
•"Gli intermedi del ciclo dell’acido citrico possono essere riforniti da altre
vie metaboliche."
•"Alcuni organismi utilizzano il ciclo del gliossilato, una variante del ciclo
dell’acido citrico, per la conversione netta dell’acetil-CoA in ossalacetato."
Funzioni anfiboliche del ciclo
dell’acido citrico
La biosintesi del glutammato
La biosintesi dell’aspartato
Le reazioni anaplerotiche riforniscono il
ciclo dell’acido citrico di intermedi
Le reazioni correlate al ciclo dell’acido citrico
Punto&di&verifica&
•"Spiegate come un ciclo catalitico può fornire precursori per altre vie
metaboliche senza impoverirsi contemporaneamente di intermedi."
•"Quali intermedi del ciclo dell’acido citrico possono essere usati
direttamente nella gluconeogenesi? Quali possono essere usati per la
biosintesi degli acidi grassi? Quali possono essere convertiti direttamente
in amminoacidi?"
•"In che modo la cellula rigenera l’ossalacetato, l’α-chetoglutarato e il
succinil-CoA?"
