Il ciclo di Krebs: Appunti di Biochimica

Biochimica appunti pt 3

Il ciclo di Krebs

Introduzione generale

Il ciclo di Krebs, o ciclo degli acidi carbossilici, è una via metabolica centrale negli eucarioti che prende posto all'interno dei mitocondri. In tale processo si assiste alla fase centrale della degradazione degli zuccheri, dei grassi, delle proteine per fornire, sotto forma di composti eterogenei, energia. Il ciclo di Krebs, inoltre, è un ciclo anfibolitico poiché gli intermedi di catalisi servono per la sintesi di costituenti essenziali della vita biologica.

Le tappe del ciclo di Krebs

Il ciclo di Krebs è regolato da dieci tappe nelle quali si assistono a diversi tipi di reazioni. Ogni tappa è mediata da almeno un enzima.

• Condensazione di Acetil-CoA e ossalacetato
  Tipo di reazione: Condensazione
  Reagente: Acetil-CoA, Ossalacetato
  Prodotto: Citrato
  Enzima coinvolto: Citrato sintasi
  La prima reazione del ciclo di Krebs è una condensazione tra ossalacetato ed acetil coenzima A. L'enzima coinvolto è il citrato sintasi che trasferisce il gruppo acetilico dal coenzima A all'ossalacetato. La reazione è fortemente esoergonica e non è reversibile.
• Deidratazione-Idratazione del citrato
  Tipo di reazione: Disidratazione / Idratazione
  Reagente: Citrato
  Prodotto: Isocitrato
  Enzima coinvolto: Aconiato
  Nella seconda reazione il citrato viene disidratato dall'enzima aconitasi. Si forma un intermedio insaturo chiamato cis-aconiato che, per mezzo dello stesso enzima aconiato, viene idratato per formare l'isocitrato.
• Decarbossilazione ossidativa dell'isocitrato
  Tipo di reazione: Deidrogenazione / Decarbossilazione ossidativa
  Reagente: Isocitrato
  Prodotto: Alpha-chetoglutarato, anidride carbonica.
  Enzima coinvolto: Isocitrato deidrogenasi
  Catalizzatore: Mn⁺⁺
  Nella terza reazione l'isocitrato viene prima deidrogenato ad opera dell'enzima isocitrato deidrogenasi. A seguito di questo evento si verifica una decarbossilazione dovuta al riarrangiamento interno della molecola e viene a formarsi l'alpha-chetoglutarato. I protoni strappati dall'isocitrato vengono convogliati verso il NAD ossidato (NAD⁺).

Meccanismo della decarbossilazione ossidativa dell'isocitrato

Nel primo passaggio l'isocitrato deidrogenasi strappa due protoni all'isocitrato trasferendoli al NAD⁺. Segue un riarrangiamento coadiuvato dal catalizzatore Mn⁺⁺ che, in quanto elettron-attrattore, veicola verso sé gli elettroni del doppio legame alpha-carbonilico. A questo punto l'ossigeno carbossilico, che ha tre doppietti, cede una coppia di elettroni per formare il doppio legame carbonio-ossigeno.