Ciclul acizilor tricarboxilicisau

Ciclul acidului citricsau

Ciclul Krebs

DEFINIŢIE: succesiunea de reacţii prin care atomii de carbon ai grupării acetil legată de coenzima A sunt eliberaţi sub formă de CO2 iar cei de H sub forma coenzimelor reduse, NADH(H+) şi FADH2.

LOCALIZARE: matrix mitocondrial la eucariote şi citoplasmă la procariote.

Imaginea unei mitocondrii obţinutăprin microscopie electronică

Schema generală a ciclului ATC

Acetil CoA (C2)

Citrat (C6)

Izocitrat (C6)

α-cetoglutarat (C5)

Succinil CoA (C4)Succinat (C4)

Fumarat (C4)

Malat (C4)

Oxaloacetat (C4)

GTP GDP

ATP ADP

CO2

CO2

FADH2

NADH(H+)

CoA SH

CitratsintazaInhibată de ATP –inhibitor allosteric

aconitaza

IzocitratdehidrogenazaInhibată de ATP şi NADHActivată de ADP

α-cetoglutarat-dehidrogenazaInhibată de succinilCoa şi NADH

Succinil-CoA-sintetaza

GTP +ADP GDP+ATP

succinat-dehidrogenaza malat-dehidrogenaza

Reacţiile ciclului ATC

Intermediarul Enzima Tipul reacţiei Alţi reactanţi /

Coenzime

Produşi /

Coenzime

1.Citrat Aconitaza Dehidratare H2O

2.cis-Aconitat Aconitaza Hidratare H2O

3.Izocitrat Izocitratdehidro

genaza (DH)

Oxidare/ dehidrogenare

NAD+ NADH(H+)

4.Oxalosuccinat IDH Decarboxilare

5.α-cetoglutarat α-cetoglutarat DH Decarboxilare

oxidativă

NAD+

+CoASH

NADH(H+)

+CO2

6.Succinil-CoA Succinil-CoA

sintetaza

Fosforoliză GDP+Pi GTP+CoASH

7.Succinat Succinat DH Oxidare/

dehidrogenare

FAD FADH2

8.Fumarat Fumaraza Adiţie/hidratare H2O

9.L-malat Malat DH Oxidare/

dehidrogenare

NAD+ NADH(H+)

10.Oxaloacetat Citratsintaza Condensare Acetil-CoA Citrat+CoASH

Reacţia globală a ciclului ATC

Acetil-CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O

CoASH+3NADH(H+)+FADH2+GTP+2CO2

Importanţa ciclului ATC:

-AcetilCoA poate proveni şi din catabolizarea altor substrate, precum acizii graşi şi unii aminoacizi

-Reprezintă calea finală a metabolismului oxidativ pentru toţi compuşii de mai sus, inclusiv glucidele

-Unii dintre intermediarii ciclului pot fi retraşi şi utilizaţi în alte scopuri metabolice

-Furnizează 3moli de NADH(H+) şi un mol de FADH2 pentru fiecare mol de acetilCoA

Istoricul descopeririiSir Hans Krebs, biochimist de origine germană, emigrat în Anglia în 1933, datorită originii sale evreieşti.Laureat al Premiului Nobel pentru Fiziologie şi Medicină în 1953, împreună cu Fritz Lipmann, pentru descoperirea existenţei în organismele vii a unei serii de eacţii chimice numită ciclul ATC, sau ciclul acidului citric (mai târziu Krebs şi ulterior s-a revenit la denumirea iniţială) prin care, în prezenţa oxigenului, se obţin din lipide, glucide ţi proteine dioxid de carbon, apă şi compuşi macroergici.

Krebs a măsurat concentraţiile unor compuşi carboxilici cu 4 şi cu 6 atomi de carbon care se formau în ficatul şi muşchiul pectoral de porumbel atunci când glucidele eraucomplet oxidate până la dioxid de carbon, apă şi energie (la Universitatea din Sheffield,Yorkshire).Deoarece încă înainte de emigrarea în Anglia (1932), la Universitatea din Freiburg (Germania), lucrând împreună cu biochimistul german Kurt Henseleit, a elucidatreacţiile prin care amoniacul rezultat din degradarea aminoacizilor este convertit în ureeastăzi cunoscute sub numele de ciclul ureogenetic, Krebs este considerat “arhitectul metabolismului intermediar”.Totuşi, s-a renunţat la folosirea numelui de “Krebs”pentru ciclul ATC deoarece în1937, prin acordarea Premiului Nobel pentru fiziologie şi Medicină, lui Albert Szent-György i se recunoscuse meritul în descoperirea rolului succinatului, fumaratului şi oxaloacetatului în stimularea consumului de oxigen (respiraţiei celulare)