8/19/2019 Ciclul Acidului Citric

http://slidepdf.com/reader/full/ciclul-acidului-citric 1/4

Ciclul acidului citric

Ciclul acidului citric (click pentru mărire)

Ciclul acidului citric - cunoscut i sub numele deș  ciclul acizilor tricarboxilici(ciclul TCA), ciclulKrebs, sau ciclul Szent-Györgyi-Krebs [1][2] - este un ciclu dereac ii chimiceț , care este folosit decătre toate aerobe pentru a genera energie prinoxidarea acetatului provenitdin carbohidra iț , grăsimi  iș  proteine n dioxid de carbon i electroni! "n plus, ciclulș

furni#ea#ă precursori pentru biosinte#ă, inclu#$nd aici anumi iț  aminoaci#i, precum i agentul deș

reducere %&', care este implicat n numeroase reac ii biochimice! mportan a acestuia din urmă,ț ț

pentru mai multe căi metabolice, sugerea#ă că a fost unul dintre cele mai timpurii componente alemetabolismului celular i poate avea origine abiogenică!ș [*]

%umele acestei căi metabolice este derivat de la acidul citric (un acid tricarboxilic) care este mai nt$i consumat i apoi regenerat prin această secven ă de reac ii pentru a complete ciclul! "n plus, nș ț ț

ciclu se consumă acetat (sub formă de acetil-Co&) iș  apă, se reduce %&'+ la %&', i seș

produce dioxid de carbon! %&'-ul generat prin ciclul aci#ilor tricarboxilici este utili#at ulterior nprocesele de fosforilare oxidativă! e#ultatul net al acestor două căi str$ns legate este oxidarea desubstan e nutritive pentru a produce energie sub formă deț   &.!

 "n celulele eucariote, ciclul acidului citric are loc n matricea mitocondriei! /acteriile utili#ea#ă, de

asemenea, ciclul C& de generare a energiei dar, n lipsa mitocondriilor, secven a de reac ie seț țefectuea#ă n citosol!

Componentele i reac iile ciclului acidului citric au fost stabilite n 10* de către laurea ii .remiuluiș ț ț

%obel  &lbert #ent-345rg4i [6]  iș  ans &dolf 7rebs![8]

Evolu ieț

Componen ii ciclului C& derivă de laț  bacterii anaerobă  i se presupune că nsă i această caleș ș

metabolică ar fi putut evolua n mai multe r$nduri![9] eoretic există mai multe alternative ale ciclului

8/19/2019 Ciclul Acidului Citric

http://slidepdf.com/reader/full/ciclul-acidului-citric 2/4

C&, dar acesta pare a fi cel mai eficient![:] 'acă multiplele alternative ar fi evoluat n modindependent, el ar fi convers fără ndoială la ciclul acidului citric!

Descrierea ciclului

Ciclul acidului citric este un component cheie al metabolismului, prin care toate organismele aerobe

produc energie! .rin catabolismul #aharurilor, a grăsimilor i a proteinelor se produce acetat subșformă de acetil-Co&! &cetil-Co& mpreună cu doi echivalen i de apă (ț 2;) sunt consuma i n ciclulț

acidului carbox4lic cu producerea a doi echivalen i de dioxid de carbon (C;ț 2) i a unui echivalentș

de -Co&! .e l$ngă ace tia, un ciclu complet reduce trei echivalen i de %&'ș ț + la %&', unechivalent de ubichinonă (<) la (<2), i converte te un echivalent deș ș  3'.  iș  fosfat anorganic (.i)

 n 3.! %&' i <ș 2 ob inu i n ciclul acidului citric este utili#at ulterior n procesele deț ț  fosforilareoxidativă pentru a produce &.!

=na dintre sursele primare de acetil-Co& sunt carbohidra ii, care sunt degrada i n procesulț ț

de glicoli#ă pentru a produce piruvat! &cesta este decarboxilat cu a>utoru en#imei piruvatdehidrogena#a  i generea#ă acetil-Co& după următoarea schemă de reac ie?ș ț

• C*C(@;)C(@;); A (piruvat) + Co& + [[%&'+]] B C*C(@;)Co& (acetil-Co&) + %&' +

+ + C;2

.rodusul de reac ie, acetil-Co&, este punctul de plecare n ciclul acidului citric!ț

• Ciclul acidului citric ncepe cu transferul grupării acetil de la acetil-Co& la compusul acceptorcu patru atomi de carbon (oxaloacetat) cu formarea compusului cu ase atomi de carbon (citrat)!ș

• Citratul suferă ulterior o serie de transformări chimice, pier#$nd două grupări carboxil subformă de C;2! &cest C;2 este originar din oxaloacetat, i nu din acetil-Co&! &tomii de carbon dinș

acetil-Co& devin parte a scheletului de oxaloacetat după primul ciclu complet! .ierderea atomilor de carbon dona i de acetil-Co& necesită mai multe cicluri complete! Cu toate acestea, datorităț

rolului ciclului C& n anabolism, ace ti atomi de carbon pot să nu fie pierdu i sub formă de C;ș ț 2,deoarece mul i dintre intermediarii ciclului C& sunt precursori pentru biosinte#a altor molecule!ț[]

• Da>oritatea energiei eliberată n etapele oxidative ale ciclului este tranferată sub formacompusului redus %&'! .entru fiecare grupare acetil care intră n ciclu se produc trei moleculede %&'!

• Electronii sunt de asemenea transfera i i la ubichinona <, gener$nd forma redusă <ț ș 2!

• Fa sf$r itul ciclului este generat oxaloacetatul i ciclul continuă!ș ș

Etape

'oi atomi de carbon sunt oxida i laț  C;2, energia acestei reac ii fiind transferată altor proceseț

metabolice prin intermediul 3. (sau &.), i sub formă de electroni nș  %&'  i [[<ș 2]]! %&'generat n ciclul C& poate ulterior dona electronii n procesele de fosforilare oxidativă pentru asinteti#a &.G H&'2 se ata ea#ă covalent laș  succinat dehidrogena#ă, o en#imă care func ionea#ăț

at$t n ciclul C& c$t i nș  lan ul transportor de electroniț  din mitocondrie n fosforilarea oxidativă! 'eaceea, H&'2 facilitea#ă transferul de electroni la coen#ima <, care este acceptorul final al reac ieiț

catali#ate de complexul succinat?ubichinona oxidoreducta#a, ac ion$nd ca intermediar n lan ulț ț

transportor de electroni![0]

8/19/2019 Ciclul Acidului Citric

http://slidepdf.com/reader/full/ciclul-acidului-citric 3/4

Ciclul acidului citric acid este aprovi#ionat continuu cu carbon sub formă de acetil-Co&, care intră netapa 1![1]

'oi atomi de carbon sunt oxida i la dioxid de carbon, energia oxidării este cuplată cu sinte#a 3.ț

sau &., a căror disociere va transfera ulterior energie altor procese metabolice care o necesită!

Substrate Produ iș   Enzima Tip reac ieț   Comentariu

1

Oxalilcetat +

Acetil CoA +

H2O

Citrat +

CoA-SHCitrat sintaza

Condensare

aldolică

stadiu limitant de viteză

(ireversibil),

extinde oxalilacetat C la o

moleculă !C

2 Citratcis-Aconitat +

H2O

Aconitaza

"es#idratare

isomerizare reversibilă

$cis-Aconitat +

H2O%socitrat Hidratare

%socitrat +

 &A"+

Oxalilsuccinat

+

 &A"H + H +

%socitrat

de#idro'enaza

Oxidare'enerează &A"H (ec#ivalent a

2 A*)

Oxalilsuccina

t

-ceto'lutarat+

CO2 "ecarboxilare

stadiu ireversibil,

'enerează o moleculă C

!

-

Ceto'lutarat+

 &A"+ +

CoA-SH

Succinil-CoA+

 &A"H + H+ +

CO2

-ceto'lutarat

de#idro'enazadecarboxilare

oxidativă

stadiu ireversibil,

'enerează &A"H (ec#ivalent a

2 A*),

re'enerează lan ul C (CoAț

exclusă)

Succinil-

CoA+

." + i

Succinat +

CoA-SH +

.*

Succinil-CoA

sintetaza

/os/orilare la

nivel substrat

sau A"0A* in loc de

."0.*,

'enerează 1 A* sau ec#ivalent

Succinat +

ubic#inonă(

)

3umarat +

ubic#inol

(H2)

Succinat

de#idro'enazaOxidare

/olose teș  3A" ca 'ru4are

 4rostetică (3A"03A"H2 in

 4rima eta4ă a reac iei) in enzimă,ț

'enerează ec#ivalentul a 1 A*

8/19/2019 Ciclul Acidului Citric

http://slidepdf.com/reader/full/ciclul-acidului-citric 4/4

53umarat +

H2O L-6alat 3umaraza

H2O adi ieț

(hidratare)

17

 L

-6alat + &A"+ Oxalilacetat + &A"H + H+ 6alatde#idro'enaza Oxidare 'enerează &A"H (ec#ivalent a2 A*)

Fa animale (inclusive la om), mitocondria posedă două succinil-Co& sinteta#e? una care produce3. din 3'., i alta care produce &. din &'.!ș [11] .lantele au numai en#ima care produce &.![1] =nele dintre en#imele din ciclu pot fi slab-asociate ntr-un complex proteic multien#imatic dinmatricea mitocondrială![12]

3.-ul format poate fi utili#at de nucleo#id-difosfat Iina#a pentru a forma &. (3. + &'. B 3'.+ &.)!