Ciclo di Krebs

Regolazione del ciclo di Krebs

Sia l'entrata dei substrati che il controllo cinetico nelle tappe di comando del ciclo di Krebs sono regolati da diversi meccanismi:

• L'entrata di Ac-CoA dipende dall'attività dell'enzima piruvato deidrogenasi, che controlla l'ossidazione del piruvato.
• Tappa 1: citrato sintasi, inibita da NADH e Succinil-CoA.
• Tappa 3: isocitrato deidrogenasi, inibita da NADH.
• Tappa 4: complesso dell'α-chetoglutarato-deidrogenasi, inibita da NADH e Succinil-CoA.

Gli enzimi del ciclo di Krebs sono dipendenti dal rapporto NAD/NADH legato alla catena respiratoria. Inoltre, il citrato, un prodotto e un intermedio del ciclo, agisce come inibitore allosterico.

Alcuni effetti allosterici includono:

• L'ADP attiva l'isocitrato deidrogenasi.
• L'ATP inibisce l'isocitrato deidrogenasi.

Se il ciclo di Krebs è in eccesso, si verifica un accumulo di citrato che viene utilizzato per trasportare Ac-CoA dai mitocondri al citosol. Questo è collegato a varie vie anaboliche che richiedono carbonio, come la sintesi di acidi grassi, glucosio, amminoacidi, colesterolo, ecc. Queste vie anaboliche rallentano il progredire del ciclo di Krebs.

Ad esempio:

Gluconeogenesi (malato), sintesi lipidi (citrato), biosintesi aa (α-chetoglutarato, ossalacetato) e porfirine (Succinil-CoA) Seq anaplerotiche ripristinano gli intermedi. produzione di ossalacetato da piruvato, ossidazione di ac grassi dispari per Succinil-CoA, demolizione di alcuni aa per Succinil-CoA, transaminazione e deaminazione aa per ossalacetato e α-chetoglutarato FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA Ossidazione completa di Glucosio grazie a O2 C H 0 + 60 -> 6CO + 6H 06 12 6 2 2 2 libera 2863kJ/mol= 36ATP e' donati ai complessi enzimatici dalle c all'O2 in più passaggi grazie a trasportatori specifici accoppiati con la sintesi di ATP= fosforilazione ossidativa Avviene nei mitocondri Riossidazione di NADH comporta un'esplusione di H+ pompati verso l'est della membrana Trasduzione energetica mediante la generazione di un gradiente protonico transmembrana conserva parte dell'E libera di ossidazione= pot di membrana (accoppiamento E flusso esoergonico -E trasporto endoergonico)Cooperazione tra complessi e trasportatori non fisicamente separati -> supercomplessi= respirosomi: III + IV, I + IIIaccelerano il trasporto di e' e non fanno viaggiare a lungo i trasportatori mobiliTrasportatori: 2e' -> FADH1 o 2e' -> NADH e Ubichinone (3stati di ossidazione, coda idrofobica, solubile nella membrana)1e'-> Citocromi (prot con gruppo Eme tipo a/b/c) e Prot Fe-S (1/2/4 atomi che ne determinano il pot di riduzione)3tipi di trasferimento e': - trasferimento diretto (es. riduzione Fe3 a Fe2)trasferimento di un atomo di idrogeno (H+e', FADH)-- trasferimento di ione idruro (H+ 2e', NADH)1. complesso I= NADH deidrogenasi (ossidazione di NADH da parte di CoQ)pompa 2e' dal NADH al complesso III grazie al CoQ4H fuori per ogni NADHpassa 1e' alla volta ad un centro Fe-S che li donerà al (1e'= semichinone, 2e'=) UbichinoneE generata comporta piccoli cambiamenti conformazionali chepermettono il trasporto di H⁺ controgradiente 2. complesso II= Succinato deidrogenasi (ossidazione FADH da parte di CoQ e Succinato a Fumarato) 2no E sufficiente per pompare e' controgradientedona 2e' dal FADH₂ al CoQ(H₂) passando per il Cyt b per il complesso III localizzato nel foglietto interno verso matrice della membrana mitocondriale (piu' semplice dell'I) contiene diversi centri Fe-Sfa entrare gli e' nella catena di trasporto anche se con poco E 3. complesso III= Ubichinone citocromo-C ossidorituttasi (ossidazione di CoQ(red) da parte di Cyt c che si riduce) passa gli e' al Citocromo C che li porta al complesso IV contiene 2eme b, Cyt c1 con Eme c1 e centro Fe -S legato ad una prot Rieske che lega His e Ist pompa 4protoni 2fasi del ciclo Q in cui 1: ottengo un semichinone + 2H+ grazie a Cyt c1 2: Ubichinone completamente ridotto + 2H+ + Q molto esoergonica per avere 4 protoni da trasportare nello spazio intermembrana idrochinone QH + 2Cyt c1(ox) + 2H+ -> Q

+ 2Cyt c1(red) + 4H+2 dona 1e' al centro Fe-S che lo dà al Cyt c1 e l'altro al gruppo Eme B quando ossidata a Q butta fuori i 2H+ rimasti semichinone Q- nel 2ciclo riceve altri e' e H+ ed è riutilizzato a QH 2 citocromo c= piccola prot periferica molto conservata che trasporta e' da complesso III a IV contiene un Eme di tipo c1 (=diversi picchi di assorbimento a dagli altri e per forma ox/red) rilasciato dalla membrana int dei mitocondri dopo danni al DNA, stress o ROS Biochimica II Pagina 1