Ciclo di Krebs

• Ciclo di Krebs


  Parte centrale del metabolismo
• Ciclo di Krebs

  • Dove: matrice mitocondriale
  • Perché: parte centrale del catabolismo ossidativo di tutte le cellule eucariote, comune alle vie degradative di glucidi, lipidi e proteine
  • Come: 8 reazioni, delle quali 4 ossidazioni. L'energia liberata viene conservata nei coenzimi ridotti e in un GTP
  • Dopo: catena respiratoria, sintesi di ATP tramite il processo della fosforilazione ossidativa
• Reazioni del ciclo di Krebs

  1. Citrato sintasi

  2. Aconitasi

  3. Isocitrato deidrogenasi

  4. α-Chetoglutarato Deidrogenasi

  5. Succinil-CoA Sintetasi

  6. Succinato Deidrogenasi

  7. Fumarasi o fumarato idratasi

  8. Malato Deidrogenasi
• Citrato sintasi


  Enzima che unisce acetil-CoA all'ossalacetato per formare citrato
• Aconitasi


  Isomerasi che sposta un OH di posizione, permettendo reazioni di ossidoriduzione successive
• Isocitrato deidrogenasi


  Reazione fortemente esoergonica che forma NADH e α-Ketoglutarato
• α-Chetoglutarato Deidrogenasi

  Decarbossilazione ossidativa che forma Succinyl-CoA e NADH
• Succinil-CoA Sintetasi


  Sintetizza GTP a partire da GDP e fosfato, utilizzando l'energia del legame tioestere tra Succinyl e CoA
• Succinato Deidrogenasi


  Enzima di membrana che deidrogenizza il succinato, formando FADH2 e fumarato
• Fumarasi o fumarato idratasi


  Aggiunge una molecola d'acqua al doppio legame del fumarato, formando L-malato. è una reazione esoergonica
• Malato Deidrogenasi


  In presenza di NAD forma ossalacetato, e la terza molecola di NADH
• Per ogni Acetil-CoA che entra nel ciclo di Krebs si formano 3NADH, FADH2, GTP e 2CO2
• Regolazione del ciclo di Krebs


  • Attivatori: ADP, calcio
  • Inibitori: ATP, NADH
• Il ciclo di Krebs non esaurisce il suo ruolo nel metabolismo, molti intermedi partecipano ad altre vie cataboliche
• Il fluoroacetato di sodio (1080) inibisce la citrato sintasi e l'aconitasi, bloccando il ciclo di Krebs
• Il fluoroacetato di sodio è un potente pesticida molto tossico per mammiferi e insetti
• Citrato sintasi 


  Considerata la reazione di inizio perché è quella dove entra l’acetil-CoA, si unisce all’ossalacetato che è il prodotto del ciclo
• Ossalacetato: piccola molecola a 4 C prodotto della VII reazione del ciclo
• Citrato: 3 gruppi carbossilici, lo troviamo all'interno delle cellule ed è un acido forte
• R1: citrato sintasi ha energia libera negativa, da la spinta energetica, è dovuta all'idrolisi del legame tioestere tra acetile e CoA
• Aconitasi: l’abbiamo vista nella sua forma isoplasmatica con il nome di IRP
• R2: acontasi, a partire dal citrato si forma isocitrato, isomero del citrato
• R3: Questa prima molecola di CO2 che si perde non deriva dall’acetil CoA appena entrato ma era di una molecola di acetil CoA entrata nel ciclo precedente
• R4: α-Chetoglutarato Deidrogenasi

  • esoergonica
  • libera così tanta energia che parte di questa energia viene conservata anche nel legame tioestere
• R4: porta a perdere un altro CO2
• l’enzima a-Chetoglutarato Deidrogenasi è un grande complesso molto simile alla piruvato deidrogenasi, complesso sovra molecolare con tre attività enzimatiche e tutti i coenzimi
• R5: Succinil-CoA Sintetasi

  • è una sintetasi
  • Fosforilazione a livello di substrato
  • Il Succinyl-CoA diventa succinato
  • 1GTP==1ATP
  • Ritorna in gioco il CoA che si è staccato
  • Reazione esoergonica
  • Unico nucleotide altamente energetico che si forma nel ciclo di Krebs
• R6: Succinato Deidrogenasi

  • È un enzima di membrana localizzato sulla membrana interna del mitocondrio, sarà il complesso 2 della catena respiratoria
  • È un enzima flavinico usa come coenzima il FAD
  • Gli atomi di H del succinato vengono spostati in un coenzima,
  • Il succinato viene deidrogenato
  • Si forma la forma ridotta FADH2
  • Si viene a formare il fumarato, ha un doppio legame
• R8: Malato Deidrogenasi

  • In presenza del coenzima NAD si ottiene il prodotto finale del ciclo di Krebs, ossalacetato
  • Si forma la terza molecola di NADH
  • Reazione fortemente endoergonica ma in vivo l’ossalacetato man mano che si forma viene subito consumato, quindi mantenuto sempre a concentrazioni molto basse spostando l’equilibrio verso destra
• L’ossalacetato è un metabolita chiave del catabolismo, è un intermedio chiave che partecipa a diverse vie metaboliche e il suo ingresso in una o nell’altra dipende da diversi segnali
• Fluoroacetato di sodio è convertito in fluoroacetilCoA e poi in fluorocitrato