Ciclo di Krebs

Ciclo di Krebs

Metabolismo mitocondriale del piruvato

Negli organismi aerobici, il glucosio, gli acidi grassi e molti amminoacidi subiscono l'ossidazione a CO₂ e H₂O attraverso il ciclo dell'acido citrico e la catena respiratoria.

Prima di entrare nel ciclo, lo scheletro carbonioso di zuccheri e acidi grassi deve essere degradato al gruppo acetilico dell'acetil-CoA. Anche gli atomi di carbonio di molti amminoacidi entrano nel ciclo come acetato, ma molti di essi vengono degradati in altri intermedi come succinato e malato, per poi essere inclusi nel ciclo.

Il piruvato, prodotto nella glicolisi nel citosol, entra nei mitocondri e può essere ossidato attraverso il ciclo dell'acido citrico per generare energia o, dopo la conversione in acetil-CoA, può fungere da molecola di partenza per la sintesi di acidi grassi e steroli. Un terzo destino possibile per il piruvato è quello di essere un precursore nella sintesi di amminoacidi.

Nella glicolisi anaerobica, il piruvato viene ridotto a lattato nel citosol, consentendo il rinnovo del NAD⁺ e consentendo alla glicolisi di continuare a produrre ATP.

Metabolismo aerobico: il piruvato entra nel mitocondrio

In presenza di aerobiosi, il piruvato viene traslocato all'interno del mitocondrio attraverso un simporto piruvato-H⁺. All'interno del mitocondrio, il piruvato subisce una decarbossilazione ossidativa, catalizzata dalla piruvato deidrogenasi, un complesso multi-enzimatico composto da tre tipi di enzimi.

Nella reazione di decarbossilazione ossidativa, il gruppo carbossilico viene eliminato come CO₂, e i due atomi di carbonio residui costituiscono il gruppo acetilico dell'acetil-CoA. Il NADH prodotto trasporta uno ione idruro alla catena respiratoria, dove gli elettroni risultanti vengono trasferiti all'ossigeno, generando 2,5 molecole di ATP per coppia di elettroni.

Questa reazione coinvolge tre enzimi e cinque coenzimi:

• TPP: tiamina pirofosfato
• FAD: flavina adenina dinucleotide
• CoA o CoA-SH
• NAD: nicotinammide adenina dinucleotide
• Lipoato

Il CoA presenta un gruppo SH, tiolico e reattivo, essenziale per il trasporto di gruppi acilici. I gruppi acilici formano legami tioestere quando si legano covalentemente al gruppo tiolico del CoA, con elevata energia libera di idrolisi e un alto potenziale di trasferimento.

In presenza di aerobiosi, il piruvato viene traslocato all'interno del mitocondrio attraverso un simporto piruvato-H⁺. All'interno del mitocondrio, il piruvato subisce una decarbossilazione ossidativa, catalizzata dalla piruvato deidrogenasi, un complesso multi-enzimatico composto da tre tipi di enzimi.

Nella reazione di decarbossilazione ossidativa, il gruppo carbossilico viene eliminato come CO₂, e i due atomi di carbonio residui costituiscono il gruppo acetilico dell'acetil-CoA. Il NADH prodotto trasporta uno ione idruro alla catena respiratoria, dove gli elettroni risultanti vengono trasferiti all'ossigeno, generando 2,5 molecole di ATP per coppia di elettroni.

Questa reazione coinvolge tre enzimi e cinque coenzimi:

• TPP: tiamina pirofosfato
• FAD: flavina adenina dinucleotide
• CoA o CoA-SH
• NAD: nicotinammide adenina dinucleotide
• Lipoato

Il CoA presenta un gruppo SH, tiolico e reattivo, essenziale per il trasporto di gruppi acilici. I gruppi acilici formano legami tioestere quando si legano covalentemente al gruppo tiolico del CoA, con elevata energia libera di idrolisi e un alto potenziale di tr