Biochimica: ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa

CICLO

DESTINO DEL PIRUVATO IN CONDIZIONI AEROBICHE

Guardando il CICLO DI KREBS potremmo avere necessità di produrre OSSALACETATO?

Potrebbe diminuire la sua concentrazione?

Si, poiché l’OSSALACETATO deriva dal PIRUVATO, il quale deriva dal GLUCOSIO, e se

quest’ultimo scarseggia allora scarseggia anche l’OSSALACETATO.

E invece l’Acetil coenzima A? No, perché proviene da più vie metaboliche.

Se manca l’OSSALACETATO allora il CICLO DI KREBS può indirizzare il PIRUVATO verso la

formazione di OSSALACETATO. Avviene tutto tramite 2 ENZIMI:

Possiamo inibirne uno rispetto all’altro tramite

l’Acetil coenzima A, il quale fa da modulatore:

se ce ne sta tanto allora sarà attivatore della

PIRUVATO CARBOSSILASI, se ce ne sta poco

allora fungerà da attivatore della PIRUVATO

DEIDROGENASI.

Se nella cellula vi è un eccesso di acetilCoA

proveniente dal catabolismo dei grassi, la

piruvato deidrogenasi viene inibita e il piruvato

convertito in ossalacetato.

Come si nota dal grafico qui sulla destra l’Acetil

coenzima A deriva da tutti e 3 i catabolismi, quindi

non può scarseggiare, mentre l’OSSALACETATO

sì invece.

Il CITRATO è anche MODULATORE (PFK1) della GLICOLISI, perché se ne abbiamo già molto

allora non c’è bisogno di molto PIRUVATO.

DA SAPERE SUL CICLO DI KREBS → ENZIMI, VARI INTERMEDI E QUANTITA DI NAD E

FAD E GTP PRODOTTI.

• La RESA ENERGETICA della GLICOLISI in condizione ANAEROBICA è di 2ATP;

• In condizione AEROBICA invece è di 36-38 ATP.

MA DA DOVE SI RICAVANO? 1 Acetil coenzima A → 3NADH,

2FADH, 1GTP, quindi bisogna

moltiplicare per 2 siccome le molecole

di PIRUVATO sono 2 (risultato della

GLICOLISI)

FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA

RIPASSO

**FRUTTOSIO 2,6 BIFOSFATO: regolatore della FOSFOFRUTTOCHINASI1 (la quale regola la

velocità della glicolisi).

**AMP, ADP, FAD e NAD segnalano una bassa concentrazione energetica;

**ATP, FADH2, NADH segnalano un’alta concentrazione energetica.

Il GLUCAGONE rallenta rallenta la GLICOLISI poiché attiva la GLUCONEOGENESI, siccome

hanno 7 tappe in comune, quindi non possono avvenire contemporaneamente.

Tutti i SUBSTRATI ENERGETICI (glucosio, amminoacidi e acidi grassi) convergono verso la

formazione di ACETIL COENZIMA A. Il GLUCOSIO però arriva alla formazione dell’acetil

coenzima A attraverso la formazione del PIRUVATO, perché la GLICOLISI avviene anche in

assenza di ossigeno, quindi serve questo intermedio.

METABOLISMO ANAEROBICO LATTACIDO: consiste nella formazione del LATTATO

partendo dal PIRUVATO e serve per riossidare NAD e FAD, i quali erano stati ridotti nella 6° tappa

della glicolisi tramite la GLICERALDEIDE 3-FOSFATO DEIDROGENASI. Vengono riossidati

attraverso la LATTATO DEIDROGENASI.

In presenza di ossigeno il PIRUVATO subisce una DECARBOSSILAZIONE OSSIDATIVA

trasformandosi in ACETIL COENZIMA A. Questa reazione è catalizzata dall’enzima PIRUVATO

DEIDROGENASI.

OSSALACETATO → sta sia nel CICLO DI KREBS che nella GLUCONEOGENESI.

1° TAPPA DEL CICLO DI KREBS: consiste nell’unione di OSSALACETATO e ACETIL

COENZIMA A che danno come risultato il CITRATO ed è la TAPPA LIMITANTE del ciclo di

krebs perché se l’acetil coenzima A entra nel ciclo allora ci deve essere anche una concentrazione

corrispondente di OSSALACETATO.

Se l’acetil coenzima A è tanto allora ci si lega la PIRUVATO CARBOSSILASI e lo inibisce,

altrimenti, se è poco, lo attiva.

ECCO PERCHE’ PER OSSIDARE I GRASSI SERVONO I CARBOIDRATI

Il CICLO DI KREBS produce:

• 3 NADH: producono 3 ATP ognuno → 9 ATP;

• 1 FADH2: produce 2 ATP → 2 ATP;

• 1 GTP: analogo all’ATP → 1 ATP.

TOT → 12 ATP → per 2 → 24 ATP.

Il GTP diventa ATP attraverso un processo in cui si forma ATP al di fuori della FOSFORILAZIONE

OSSIDATIVA, questo processo prende il nome di FOSFORILAZIONE A LIVELLO DEL

SUBSTRATO, nel quale si formano molecole ad alto livello energetico che danno un gruppo fosfato

all’ADP che diventa così ATP. Infatti la GLICOLISI ricava ATP in assenza di ossigeno grazie a