TCA syklus

• Pyruvat Dehydrogenase


  Danner Acetyl Coenzyme A fra Pyruvat
• Glykolyse


  1. Foregår i cellens cytoplasma

  2. Citronsyre syklusen skjer i mitokondrier
• Pyruvat må transporteres inn i mitokondrier for aerob metabolisme
• Oksidativ decarboxylering av pyruvat


  1. Utført av pyruvat dehydrogenase-komplekset

  2. Danner acetyl CoA
• Glykolyse genererer to molekyler pyruvat for hver glukosemolekyl som metaboliseres
• Konverteringen av pyruvat til acetyl CoA


  Kobler glykolyse til citronsyre syklusen
• Pyruvat dehydrogenase-komplekset


  • Består av tre distinkte enzymer
  • Er et eksempel på organisering av enzymer til supramolekylære strukturer
• Pyruvat dehydrogenase-komplekset er medlem av en familie av store komplekser med molekylmasser fra 4 millioner til 10 millioner dalton
• Syntesen av Acetyl Coenzyme A fra Pyruvat


  1. Decarboxylering

  2. Oksidasjon

  3. Overføring av acetylgruppen til CoA
• Trinnene må kobles for å bevare fri energi for dannelse av NADH og acetyl CoA
• Pyruvat Dehydrogenase-komplekset


  Reguleres av to mekanismer: konsentrasjonen av reaksjonsprodukter og kovalent modifisering, spesielt fosforylering
• Høye konsentrasjoner av acetyl CoA og NADH


  Hemmer kompleksets aktivitet ved direkte binding til transacetylase og dihydrolipoyl dehydrogenase, henholdsvis
• Regulering i eukaryote celler


  1. Pyruvat dehydrogenase kinase inaktiverer komplekset ved fosforylering av pyruvat dehydrogenase-komponenten (E1)

  2. Fosfatase reverserer denne deaktiveringen
• ADP og pyruvat


  Øker aktiviteten til komplekset ved å hemme pyruvat dehydrogenase kinase og stimulere fosfatase
• Hormonell regulering, spesielt via epinefrin og insulin


  Påvirker fosfataseaktiviteten, spesielt i leveren og fettvevet
• Sitronsyresyklusen


  1. To-karbon acetyl-enhet kondenserer med fire-karbon oksaloacetat for å danne seks-karbon tricarboxylic acid sitrat

  2. Sitrat frigjør CO₂ to ganger, som produserer høyenergi-elektroner

  3. En fire-karbon forbindelse forblir, og den blir oksidert for å regenerere oksaloacetat

  4. To karbonatomer går inn i syklusen som en acetyl-enhet, og to karbonatomer forlater syklusen som CO₂
• Sitronsyresyklusen


  Fanger høyenergi-elektroner fra sitrat og bruker dem til å danne NADH og FADH
• NADH og FADH


  1. Produserer ATP gjennom oksidativ fosforylering

  2. Elektroner frigjort i reoksydasjonen strømmer gjennom en elektrontransportkjede for å generere et protongradient

  3. Protongradienten brukes til å generere ATP fra ADP og uorganisk fosfat
• Sitronsyresyklusen


  1. Introduksjon av karbon

  2. Regenerering av oksaloacetat
• Første fase


  Dannelse av citrat fra oksaloacetat og acetyl Coenzym A ved hjelp av citrat syntase
• Andre fase


  1. Oksidasjon og dekarboksylering av isocitrat til alfa-ketoglutarat

  2. Isocitrat dehydrogenase katalyserer oksidasjonen av isocitrat til alfa-ketoglutarat, produserer NADH

  3. A-ketoglutarat dekarboksyleres til succinyl Coenzym A ved hjelp av a-ketoglutarat dehydrogenase komplekset, produserer også NADH
• Begge reaksjonene inkluderer dekarboksylering av a-ketoacid og dannelsen av en thioesterbinding med Coenzym A
• Fase to av sitronsyresyklusen

  1. Regenererer oksaloacetat

  2. Høster energirike elektroner
• Sitronsyresyklusen


  Starter med en fire-karbon forbindelse og ender med en fire-karbon forbindelse
• Energi høstet i sitronsyresyklusen


  • Høytenergi-elektronbærere
  • Et molekyl av ATP
• Succinyl Coenzym A


  En energirik thioesterforbindelse som dannes
• Succinyl CoA syntetase


  Katalyserer koblingen av succinyl CoA hydrolyse til fosforylering av ADP
• Reaksjonen katalysert av succinyl CoA syntetase er den eneste i syklusen som direkte produserer en forbindelse med høyt fosforyloverføringspotensiale
• Oksidasjon av succinat til fumarat

  Regenererer oksaloacetat
• Succinat dehydrogenase


  Bruker FAD som hydrogenakseptor
• Elektronene fra FADH₂ overføres direkte til koenzym Q i elektrontransportkjeden
• Sitronsyresyklusen genererer totalt 10 ATP-molekyler per omdreining
• Sitronsyresyklusen er regulert
• Sitronsyresyklusen


  Den endelige fellesveien for den aerobe oksidasjonen av brennstoffmolekyler
• Inngang i syklusen og hastigheten på selve syklusen kontrolleres på flere stadier
• Pyruvat dehydrogenase-komplekset


  Koblingen mellom glykolyse og sitronsyresyklusen, er et regulatorisk område som kontrollerer metabolismen av pyruvat ved sitronsyresyklusen
• Sitronsyresyklusen


  • Kontrolleres på flere punkter, primært av de allosteriske enzymene isocitrat dehydrogenase og α-ketoglutarat dehydrogenase
  • Isocitrat dehydrogenase stimuleres allosterisk av ADP og hemmes av NADH og ATP
  • α-ketoglutarat dehydrogenase er hastighetsbegrensende, og det er hemmet av succinyl CoA, NADH og ATP
• De samme to enzymene, isocitrat dehydrogenase og α-ketoglutarat dehydrogenase, kontrollerer hastigheten på syklusen i både leveren og skjelettmuskelen
• Kontrollpunkter i sitronsyresyklusen integrerer den med andre metabolske veier og viser den sentrale rollen i metabolismen
• Syklusen fungerer også som en kilde til byggesteiner for biomolekyler