Ciclo dell'acido citrico.

Per ripetere per l'imminente esame di biochimica ho deciso di fare una serie di post sugli argomenti trattati. Perdonate eventuali imprecisioni.

Ciclo dell'acido citrico.

Tra i destini del piruvato prodotto dalla glicolisi c'è quello di essere prima ossidato ad Acetil CoA per poi entrare nel ciclo dell'acido citrico, o ciclo degli acidi tricarbossilici, o, in maniera più imprecisa, ciclo di Krebs. (Krebs ha anche scoperto il ciclo dell'urea, pertanto parlare di ciclo di Krebs non specifica di quale dei due si stia parlando).

L' insieme di reazioni che portano alla formazione di Acetil CoA partendo dal piruvato si chiama decarbossilazione ossidativa ed è catalizzato dal complesso della piruvato deidrogenasi, che consta di tre enzimi ed è inibita dai prodotti della reazione che catalizza, l'Acetil CoA e il NADH. Il primo enzima, E₁, è la piruvato deidrogenasi, che richiede tiamina pirofosfato come coenzima, il secondo, E₂, è la diidrolipoil transacetilasi, che richiede acido lipoico e CoA come coenzimi, mentre il terzo, E₃, è la diidrolipoil deidrogenasi che richiede FAD e NAD+ come coenzimi.

Ora l'Acetil CoA è pronto per entrare nel ciclo dell'acido citrico, processo anfibolico che si svolge nella membrana mitocondriale interna e consta di otto reazioni.

La reazione netta è:

Acetil CoA+ 3NAD⁺+FAD+GDP+Pi+2H₂O----> CoA+3NADH+FADH₂+GTP+3H⁺+2CO₂.

I reazione:

Reazione di condensazione, irreversibile, catalizzata dalla citrato sintasi, enzima appartenente alla classe delle transferasi.

Ossalacetato+ Acetil CoA+ H₂ -----> Citrato+ CoA.

II reazione:

Reazione di isomerizzazione, reversibile, catalizzata dall'aconitasi, enzima appartenente alla classe delle isomerasi.

Citrato <:::::::> Isocitrato.

III reazione:

Decarbossilazione ossidativa, irreversibile, catalizzata dall'isocitrato deidrogenasi, enzima appartenente alla classe delle ossidoreduttasi che richiede NAD⁺.

Isocitrato+ NAD⁺ -----> -chetoglutarato+ NADH+CO₂+H⁺.

IV reazione:

Decarbossilazione ossidativa, irreversibile, catalizzata dal complesso -chetoglutarato deidrogenasi, enzima appartenente alla classe delle ossidoreduttasi che richiede NAD^+.

-chetoglutarato+ NAD⁺ +CoA -----> Succinil CoA+CO₂+NADH+H⁺.

V reazione:

Reazione di fosforilazione, reversibile, catalizzata dalla succinil CoA sintetasi, enzima appartenente alla classe delle ligasi.

Succinil CoA+ GDP+ Pi <:::::::::> Succinato+ GTP.

VI reazione:

Reazione di ossidazione, reversibile, catalizzata dalla succinato deidrogenasi, una flavoproteina.

Succinato+ FAD <::::::> Fumarato+ FADH_2.

VII reazione:

Reazione di idratazione, reversibile, catalizzata dalla fumarato idratasi, enzima appartenente alla classe delle liasi.

Fumarato+ H2O <::::::> Malato.

VIII reazione:

Reazione di ossidazione, reversibile, catalizzata dalla malato deidrogenasi, enzima appartenente alla classe delle ossidoreduttasi, richiede NAD⁺ .

Malato+ NAD⁺ <::::::> Ossalacetato+ NADH+H⁺.

Gli intermedi di questo ciclo possono essere sottratti per svolgere altre funzioni all'interno della cellula e riottenuti attraverso reazioni definite anaplerotiche.

Il ciclo è regolato a livello della isocitrato deidrogenasi, stimolata dalla presenza di ADP e inibita da altra concentrazione di NADH e ATP, e a livello della -chetoglutarato deidrogenasi, inibita dai prodotti della reazione che catalizza, succinil CoA e NADH, ma anche da un'alta concentrazione di ATP, che inibisce anche l'attività della citrato sintasi.