T8, Cicle dels Àcids tricarboxílics (2013)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Rovira y Virgili (URV)
Grado Bioquímica y Biología Molecular - 1º curso
Asignatura Bioquímica
Año del apunte 2013
Páginas 17
Fecha de subida 30/03/2015
Descargas 43
Subido por

Vista previa del texto

T. 8 Cicle dels Àcids tricarboxílics  Introducció Cicle del àcids tricarboxílics (TCA) Cicle de l’àcid cítric (CAC) Cicle de Krebs La relació central del cicle de l'àcid cítric al catabolisme Estructura poc versàtil (glucosa, àcids grassos, aminoàcids) ↓ Estructura versàtil (ATP) Per eliminar completament els carbonis s’oxiden els compostos en CO2.
Perquè al final obtenim energia a partir d’electrons i protons, i transformant els poder reductor en ATP.
 Acetil CoA L’acil s’uneix al CoA per un enllaç tioèster ric en energia (ΔG d’hidròlisi elevada i negativa) - El CoA (coenzim acil) és un dinucleòtid i incorpora una vitamina hidrosoluble (l’àcid pantotènic) i una ß-mercaptoetilamina reactiva, pel grup tiol, en la seva estructura - A diferència de l’NAD+ i del FAD, el coenzim A no és un portador d’electrons sinó un portador de grups acil (els transporta com esters tiol) L’acetil-CoA és un intermediari cruïlla del metabolisme i del cicle de l’àcid cítric El piruvat, un cop transportat dins la mitocòndria, per un transportador piruvat/H+, és convertit en acetil-CoA per la piruvat deshidrogenasa - un complex multienzimàtic El grup SH- té una gran reactivitat i es combina amb grups acils, concretament amb grups acetils.
El acetil Co-A pot sintetitzar molècules de necessitat energètica. Es precursor sobretot d’estructures lipídiques.
La compartimentació és un sistema de regulació.
La síntesis de Acetil-CoA té lloc a la matriu mitocondrial, i la glucòlisi al citosol cel·lular.
Per tant, s’ha de passar el piruvat del citosol a la matriu mitocondrial per convertir-lo en AcetilCoA La membrana interna es altament impermeable, però la externa es molt permeable.
 Piruvat Deshidrogenasa - Complex multienzimàtic en la matriu mitocondrial - consisteix de 3 enzims diferents: - piruvat deshidrogenasa (E1) - dihidrolipoamida transacetilasa (E2) - dihidrolipoamida deshidrogenasa (E3) - Requereix 5 coenzims - Catalitza la descarboxilació oxidativa irreversible del piruvat per produir acetil CoA amb un ΔGº’ = -33.4 kJ/mol Complex piruvat deshidrogenasa és de 50 nm, MW = 7000000, es presenta en la matriu mitocondrial - La piruvat deshidrogenasa de cor de bou té: 30 d’E1, 60 d’E2 i 6 d’E3 o Coenzims - Pirofosfat de tiamina (TPP) - Flavin adenin dinucleotid (FAD) - Nicotinamida adenina dinucleotid (NAD+), - Coenzim A (CoA) - Lipoat Calen 4 vitamines diferents en la nutrició humana que són components vitals per a aquest complex: - Tiamina (vitamina B1) per a TPP - Riboflavina per a FAD - Niacina per a NAD - Pantotenat per a CoA  TPP Descarboxilació de piruvat en piruvat deshidrogenasa  Lipoamida La part aldehid activa es transfereix del TPP la lipoamida alhora que s’oxida generant-se un grup acil (mentres que la lipoamida es redueix)  Coenzim A (CoA-SH)  de Flavina -FAD i FMN -Deriven de la vitamina B2 o riboflavina -Participen en reaccions d’oxido-reducció -Els enzims amb un coenzim de flavina s’anomenen flavoproteïnes o Reaccions  Descarboxilació del piruvat Carbanió [Anió d’un compost orgànic on la càrrega negativa recau sobre un àtom de carboni] de pirofosfat de tiamina (TPP) ataca el carboni del carbonil, el que resulta en la descarboxilació - catalitzada pel piruvat DHase component E1 - o  Pas d’oxidació Grup de hidroxietil s'oxida, lipoamida reduieix pel piruvat DHase component E1 Dihidrolipoil transacetilasa (E2) transfereix grup acetil al coenzim A Dihidrolipoil DHase (E3) s'oxida dihidrolipoamida, i redueix el FAD, que a la vegada redueix NAD+ Seqüència de reaccions de la piruvat deshidrogenasa  Reaccions del cicle (CAC) - Via final comuna per a l’oxidació de molècules: aminoàcids, àcids grassos, carbohidrats - Té lloc en la matriu mitocondrial Els eritròcits no tenen mitocondries per - Opera només en condicions aeròbiques tant son anaeròbies i no tenen cicle de - Important per produir energia Krebs.
El cicle de Krebs pot funcionar com finalitat - Important per subministrar intermediaris per a biosíntesi anabólica perque alguns intermediaris son precursors de vies biosintètiques.
o Reacció 1 Reacció molt exergònica i punt de regulació de la ruta o Reacció 2 Reacció estereoespecífica El citrat es transforma en un isomer més fàcil d’oxidar (isomerització reversible) Molècula proquiral: molécula simètrica que es fa assimètrica després d’unir-se a la superficie assimètrica d’un enzim Alexander Ogston va indicar que si l’enzim s’unia al sustrat en 3 punts o més, el lloc de fixació era assimètric i només podia unir el sustrat en una sola dirección o Reacció 3 Descarboxilació oxidativa o Reacció 4 (molt semblant a la del piruvat) Descarboxilació oxidativa En aquest punt han entrat 2C com Acil CoA i n’han sortit 2 com CO2 La resta del cicle serà per regenerar el substrat encebador o Reacció 5 o Reacció 6 o Reacció 7 o Reacció 8  Energètica i regulació Nº de C de les diferents molècules del CAC L’essència del CAC és la unió dels dos carbonis activats de l’acetil CoA a un substrat de 4 C (OAA) per formar una molécula de 6C (citrat). Les reaccions posteriors oxiden 2C a CO2 i regeneren el substrat del cicle.
o Productes del cicle de l’àcid cítric.
Estequiometria global: 3NAD + 1FAD + GDP + acetil- CoA + Pi → 3NADH +FADH2 +GTP + CoA + 2CO2 o L'oxidació del piruvat en forma de CO2 i ATP o Enzims del cicle de l’àcid cítric o Regulació del CAC -Sensible a la disponibilitat de substrats i als nivells relatius dels productes: [NAD+]/[NADH] i càrrega energètica cel·lular -Modulat per efectors al·lostèrics i processos de modificació covalent reversible dels enzims Regulació segons la càrrega energètica (ATP i AMP, efectors al·lostèrics); segons [NAD+]/[NADH] i relació CoA lliure o acetilat.
NADH/ NAD+ la quantitat es limitada.
Si la cèl·lula no requereix energia i tenim ↑ATP/ADP i ↑ NADH/ NAD+ no te sentit que el cicle funcioni perquè ja tenim suficient energia disponible.
ATP/ADP i NADH/ NAD+ ↓ Quan hi ha biosíntesis, quan s’està gastant molta quantitat de ATP al fer exercici físic, i el cicle s’activarà.
Els nivells de NADH regula la velocitat de la reacció.
Quan ja ni ha prou de NADH, es frena.
Caràcter amfibòlic del CAC Rutes anapleròtiques (usat per finalitats de reompliment) Summary of Anabolism in the Citric Acid Cycle ...