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IL CICLO ACIDO CITRICO - Coggle Diagram
IL CICLO ACIDO CITRICO
- alcune cllule ottengono ATP tramite fermentazionme
- in condizioni aerobiche i combustibili organici sono ossidai a CO2 e H2O 8 la glicolisi è solo la prima fase della completa ossidazione del glucosio
+La fase aerobica del catabolismo è chiamata RESPIRAZIONE (assunzione di O2 e rilascio di CO2) e si divide in 3 fasi:
- glucosio, acidi grassi, amminoacidi vengono ossidati a produrre frammenti a 2 atomi di carbonio (acetilCoa)
- I gruppi acetilici entrano nel ciclo di Krebs che li ossida a CO2 e l’energia viene conservata come NADH e FADH2
- coenzimi vengono riossidati liberando protoni e elettroni (trasferiti all’O2 attraverso molecole trasportatrici di elettroni, la catena respiratoria
Il corso del trasferimento degli elettroni una notevole parte dell'energia viene rilasciata sotto forma di ATP tramite un processo di fosforilazione ossidativa
comprende:
- la conversione del piruvato in gruppi acetilici
- entrata dei gruppi acetilici nel ciclo dell'acido citrico (ciclo degli aciditricacarbossilici ciclo di Krebs) è un crocevia del metabolismo via dei creativi e biosintetica che si intrecciano alcuni intermedi possono abbandonare il ciclo precursore di altre vie sintetiche altre molecole provengono da altre vie e riforniscono il ciclo
NOEMNCLATURA DI ENZIMI
- SINTASI catalizzano condensazioni in cui non sono necessari nuclesidi trifosfato
- SINTETASIcatalizzano condensazioni in cui si fa uso ATP, GTP come fonte di energia
- LEGASIcatalizzano condensazioni in cui 2 atomi sono uniti utilizzando energia dell’ATP
- LIASIcatalizzano reazioni di rottura (o formazione in direzione inversa) con riarrangiamenti elettronici
- CHINASI trasferiscono gruppi fosforici da un nucleotide trifosfato (ATP) ad una molecola accettrice (zucchero, proteina, un altro nucleotide) = fosforilazione
- FOSFORILASIcatalizzano la fosforolisi (reazione di spiazzamento in cui il gruppo osforico è la parte entrante e si lega covalentemente ai punti in cui si rompe un legame)
- FOSFATASI catalizzano le defosforilazioni (rimozione di gruppi fosforici da fosfoesteri tramite reazioni in cui l’H2O è la specie reattiva)
PRODUZIONE Di acetil-CoA
negli organismi aerobici il glucoso e gli altri zuccheri, gli a. grassi e la maggiorparte degli amminoacidi sono ossidati a CO2 e H2O attraverso il ciclo dell'acido citrico o ciclo di krebs
ma prima di entrare nel ciclo sial lo scheletro carbonioso dello zucchero sia degli a. grassi devev essere degradato al gruppo acetilico dell' acetil-CoA
vedremo ora come il PIRUVATO ( derivato del g lucosio ad opera della glicolisi ) viene ossidata a acetil-CoA e CO2 ad opera della PIRUVATO DEIDROGENASI PDH
PIRUVATO DEIDROGENASI PDH
Complesso multi enzimatico (3 enzimi) in cui una serie di intermedi chimici rimangono legati alle molecole enzimatiche fino a che il substrato non è trasformato nel prodotto finale
- localizzato: citosol e mitocondri
- cofattori 5( di cui 4 derivati vitaminici
- TTP tiamina pirofosfato ( tiamina)
- FAD flavina adenina dinucleotide (riboflavina)
- CoA-SH coenzima A (pantotenato)
- NAD nicotinammide adenina dinucleotide ( Niacina)
- lipoato
- regalato : modificazione covalente e regolazione allosterica
prototip di altri complessi:
- α-chetoglutarato deidrogenasi (ciclo di Krebs)
- α-chetoacido deidrogenasi (degradazione ossidativa di amminoacidi)
PDH
la reaione catalizzata da questo complesso si tarta di una DECARBOSSILAZIONE OSSIDATIVA irreversibile in cui un gruppo carbossilico viene rimosso dal piruvatto sotto forma di CO2 e i due atomi che restano diventano il gruppo acetilico del coenzima A
Il NADH porta uno ione idruro con i suoi due elettroni(:H-) alla catena respiratoria che trasporta O2 (negli anaerobici cè un accettore alternativo come nitrato e solfato)
ooteniamo 2.5molcole di ATP per coppia di elettroni
REAZIONI
come la piruvato deidrogenase catalizza 5 reazioni consecutive, nel processo di decarbossilazione e deidrogenazione del piruvato
E 1: piruvato deidrogenasi
E2 : diidrolipoil transacetilasi
E3 diidrolipoil deidrogenasi
TAPPA 1è la + lenta
il piruvato reagisce con la tiamina pirofosfato legata all piruvato deidrogenasi
l'atomo C1 del pieruvato viene rilasciato sotto forma di CO2 e il C2 (stato di ossidazione di aldeide) viene legato alla TTP con un gruppo idrossietulico
la mancana di tiamina precursore del TPP provoca beri-ber( scarsa funzionalità neuronale) in popolazioni che si nutrono di riso brillato che manca del rivestimenti ricco di tiamina
TAPPA 2
è catalizzata sempre piruvato deidrogenasi
. il g. idrossietilico viene ossidato a liv di acido carbossilico(acetato ) e i due elettroni rimasti nella reazione vanno a ridurre il ponte -S-S- del lipoilico sull' E2 formando due gruppi tiolici (-SH).
il residuo acetilico di questa ossido riduzione prima vine esterificato su uno dei gruppi tiolici (-SH) deli lipoilico poi transesterificato al coenzma A= formando acetil-CoA
TAPPA 3
L'energia del dell'ossidazione guida la formazione di un Tioestere alta energia dell'acetato
transesterificazione in cui il gruppo -SH del CoA sostituisce il gruppo -SH di E2(lipocoso) generando acetil-CoA e la forma totalmente ridott(ditiolo) del gruppo lipoilici
TAPPE 4-5
la restante parte della reazione catalizzata dal complesso PDH ed è una serie di trasferimenti elettronici necessari a rigenerare la forma ossidata a disolfuro del gruppo lipoilicodelle E2 e a preparare il complesso per un altro ciclo di ossidazione
rimossi dal gruppo idrossidietilico derivano dal piruvato passa passano al NAD+ transitando prima attraverso il FAD
il punto centrale è rappresentato **dal braccio mobile lipoil-lisinico deE1 che accettagli elettroni dal il gruppo acetile derivato dal piruvato quindi passa gli elettroni a E3
4
nella tappa la diidrolipipoil deidrogenasi (E3) catalizza il trasferimento di due atomi di H dal gruppo lipoilico ridotto di E2 al suo gruppo prostetico FAD ripristinando la forma ossidata dalle lipo-lisina di E2
5
il FADH2 ridotto sull'enzima E3 trasferisce uno ione idruro al NAD+ formando NADH il complesso enzimatico è ora pronto per un altro ciclo
singoli componenti :
LIPOATO
è un cofattore ha due gruppi tiolici che possono essere ossidatu in modo resversibile e formare un ponte disolfuro - S-S-
grazie a questa su acapacità di andare in contro a reazione di ossido riduzione può servire coem trasportaore di elettroni **
STRUTTURA
acido lipoico unito da una lagame ammidico alla catena laterale di residuo Lys
questo residuo di lipoil-lisina è il gruppo protetico dell complesso della piruvato deidrogenasi. il gruppo lipoilico può essere presente in forma ossidat(disolfuro un anello a 5 con il ponte di solfuro) oppure ridotta con (HS9 è trasporta idrogeno o gruppi acetilici
COENZIMA A
ha un gruppo reattivo tiolico (-SH) essenziale per la sua funzione di trasportatore di g. acilici.
i gruppi aciliciformano legami tioesteri con il gruppo diolico del CoA
data la loro elevata energia libera di idrolisi i tioesteri hanno un elevato potenziale di trasferimento del' gruppo acilico a una grande varietà di molecole accettrici.
l g. acilico legato al coenzima A può essere considerato come una forma ''attivata'' pronta per il trasferimento del gruppo
DESCRIZIONE STRUTTURA da six a des:
gruppo tiolico (SH-) reattivo si trova nella beta-mercapto-etilammina che si lega(leg amminico) al carbossile dell' acido pantoteico
l gruppo ossidrilico dell'acido pantotenico è legato all' ADP modificato ( adenosina difosfato) tramite legame fosforico
nb. il gruppo ossidirilico sull'anello a 5 termini in posizione3' dell ADP è esterifivcato * con g. fosforico)
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