Appunti di Biochimica (Ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa)

CICLO DI KREBS o CICLO DEGLI ACIDI TRICARBOSSILICI O CICLO

DELL'ACIDO CITRICO

Il suo ruolo catabolico è di operare l'ossidazione dell'acetilCoA. L'acetilCoA entra come metabolita

intermedio di tutte le reazioni del catabolismo. Entra anche nel ciclo di Krebs che è una via metabolica

che ha sede mitocondriale. Nella prima reazione l'acetilcoa, molecola piccola formata da 2 atomi di

carbonio, entra in questo ciclo legandosi con un composto che è l'acido ossalacetico.

Le vie metaboliche possono avere una diversa schematizzazione:

• ci sono vie metaboliche lineari, cioè dal primo sub-strato si arriva ad un prodotto finale

completamente diverso e la via si completa con quel prodotto

• vie metaboliche circolari: come nel caso della via degli acidi tricarbossilici. Alla fine uno

dei composti finali che si ottiene reagisce nuovamente con l'acetilcoa.

L'acetilcoA entrando nel ciclo, reagisce tramite enzima (citrato sintasi) con l'acido ossalacetico che è

un composto a 4 atomi di carbonio e si forma un composto a 6 atomi di carbonio che è l'acido citrico

detto anche citrato. Il citrato viene successivamente isomerizzato dall'enzima aconitasi (cambia

l'orientamento dei suoi gruppi) e diventa isocitrato. L'isocitrato inizia a essere degradato in maniera

ossidativa. Questo si nota perchè vi è un coenzima chiave dei processi ossido-riduttivi che è il NAD.

Il Nad viene trasformato in NADH, quindi viene ridotto. In sostanza Nad+ entra, e NADH esce come

prodotto finale. Contemporaneamente ci sono altri processi importanti: avviene una

decarbossilazione. Quindi avvengono una ossidazione e una decarbossilazione e nel complesso si

parla di decarbossilazione ossidativa. Si forma quindi dall'isocitrato tramite isocitrato deidrogenasi,

α-chetoglutarato, α-chetoglutarato

con eliminazione di Co2 e produzione di NADH. L' subisce una

α-chetoglutarato

nuova demolizione ossidativa tramite deidrogenasi, un'altra molecola di Co2 va

via e un'altra molecola di Nad viene ridotta a NADH. Durante questi processi vi è anche liberazione

di energia, non solo sottoforma di coenzimi che vengono ridotti ma le molecole hanno un cosi alto

livello energetico che in qualche modo si sfrutta questa energia per legargli qualcos'altro, il cosidetto

CoA. Quando entrano nelle vie metaboliche tutti i composti per poter iniziare a reagire devono essere

attivati. L'acido acetico, pertanto, non appena entra nel ciclo si legherà con il CoA tramite un legame

ad elevata energia e si aumenterà cosi il suo livello energetico e reagirà con l'acido ossalacetico. Nel

α-chetoglutarato, α-chetoglutarato

caso dell' vi è tramite deidrogenasi, la demolizione di questo e

non verrà prodotto acido succinico ma viene prodotto quindi un composto ad elevata energia che è il

succinil-CoA. Questa energia viene utilizzata per formare ATP. In realtà non si forma proprio atp, ma

gtp (è la stessa cosa). Il succinil-coa viene demolito in succinato, il coA se ne va e l'energia che si

libera serve per la formazione di GTP a partire da GDP e Pi in una reazione di fosforilazione a livello

del sub-strato. Il succinato viene ulteriormente ossidato e si ottiene fumarato. Il fumarato verrà

convertito per idratazione a malato. Questo sempre per ossidazione verrà convertito in ossalacetato

e si è concluso il ciclo.

Ad ogni giro del ciclo di Krebs viene ossidata una molecola di acetilcoa si producono 3 molecole di

NADH, 1 di FADH2, 1 di GTP.

La prima fase che è quella in cui acetilcoA si lega all'ossalacetato prende il nome di fase di

alimentazione. Poi vi è la vera e propria preparazione del ciclo. Poi vi è la produzione di energia, e

infine si ripristina il ciclo con formazione di ossalacetato.

REGOLAZIONI

Delle vie metaboliche importanti sono le regolazioni: nei metabolismi le fasi pi importanti sono

quelle iniziali, perchè sono quelle che controllano poi tutta la reazione. Nel ciclo di Krebs non è però

isocitrato a α-chetoglutarato,

proprio la prima fase quella importante ma è la terza cioè da cioè li

dove ha inizio proprio la produzione di energia. Se c'è abbondanza di energia, il citrato si accumula e

può avere altre funzioni rispetto a quelle che interessano alla cellula. Così il citrato viene prodotto