LEZ 10.1 Ciclo di Krebs - Progetto e
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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?"
