Biochimica - ciclo di Krebs

Il ciclo dell'acido citrico

Il ciclo dell'acido citrico o di Krebs collega la sintesi di proteine, carboidrati e lipidi. È una via metabolica che ha luogo nei mitocondri, è aerobica e fornisce precursori metabolici per parecchie vie biosintetiche. Il ciclo dell'acido citrico insieme al trasporto di elettroni e alla fosforilazione ossidativa operano insieme nel metabolismo aerobico.

Il metabolismo (o catabolismo) che sarebbe la degradazione ossidativa dei nutrienti, l’anabolismo sarebbe invece la riduzione delle biomolecole. Il ciclo di Krebs è anfibolico, ossia partecipa sia al catabolismo che all’anabolismo. Si svolge nel mitocondrio e precisamente nella matrice del mitocondrio. Parte dal piruvato che tramite ossidazione si trasforma in anidride carbonica ed acetile che si lega ad un intermedio chiamato coenzima A (CoA) per diventare AcetilCoenzima-A (A-CoA) che entra appunto nel ciclo dell’acido citrico. Per ogni molecola di A-CoA che entra nel ciclo verranno rilasciate due molecole di anidride carbonica. Durante il ciclo di Krebs verranno trasferiti elettroni ed in tutti i casi meno che uno il primo accettore di elettroni sarà il NAD che verrà ridotto al NADH ed in quell’unico caso invece che il NAD sarà il FAD ridotto a FADH₂. L’accettore finale degli elettroni è comunque l’ossigeno.

L'acetilcoenzima-A

Il piruvato è il prodotto della glicolisi e la glicolisi avviene nel citosol, quindi il piruvato è trasportato mediante appositi trasportatori nel mitocondrio. Qui un complesso enzimatico chiamato complesso della piruvato deidrogenasi opera affinché il piruvato possa essere convertito in anidride carbonica ed A-CoA. Il complesso della piruvato deidrogenasi è composto da 5 enzimi di cui solo tre agiscono strettamente nella conversione. Questa reazione di conversione è suddivisa in 5 reazioni.

• Prima reazione: il piruvato (un α-chetoacido) perde una molecola di CO₂. Questa reazione è catalizzata dalla piruvato deidrogenasi che necessita di TPP (tiamina pirofosfato) e Mg²⁺. La TPP non si lega covalentemente all’enzima, piuttosto si lega all’unità a due atomi di carbonio restate dal piruvato dopo aver perso l’anidride carbonica.
• Seconda reazione: l’unità a due atomi di carbonio viene ossidata per produrre un gruppo acetilico e questa reazione è catalizzata da diidropropil transacetilasi che richiede come coenzima l’acido lipoico che si lega covalentemente prima all’enzima poi al gruppo acetilico.
• Terza reazione: il gruppo acetilico precedentemente legato covalentemente all’acido lipoico viene spodestato dal Co-A che si lega con un legame tioestere formando quindi l’A-CoA. A questo punto la reazione è arrivata alla fase dei prodotti (quindi CO₂ ed A-CoA) e quindi ipoteticamente sarebbe terminata, ma l’