Biologia: il ciclo di Krebs

tramite: O2O
Difficoltà: difficile
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Introduzione

Il ciclo di Krebs, o ciclo dell'acido citrico, costituisce il punto cruciale del metabolismo aerobico, infatti è lo stadio finale del catabolismo dei carboidrati, degli acidi grassi e degli amminoacidi, oltre a rappresentare un importante sorgente di prodotti che intervengono in molteplici processi biosintetici, molto importanti in biologia. Il ciclo di Krebs è il secondo processo della respirazione cellulare, prima avviene la glicolisi e in seguito la catena di trasporto degli elettroni con la produzione maggiore di ATP, le molecole energetiche della cellula.

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Occorrente

  • Conoscenze di biologia
  • conoscenze di chimica organica
  • conoscenza della respirazione cellulare e della glicolisi
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Il piruvato, prodotto della glicolisi, si trasforma in acetil Coenzima A(acetil CoA) e reagisce con l'ossalacetato entrando così nel ciclo, formando l'acido citrico, un acido con tre gruppi carbossilici. La reazione è catalizzata dall'acido citrico sintetasi e la velocità con cui essa avviene regola il ciclo degli acidi tricarbossilici, ed è a sua volta controllata dalla concentrazione del Succinil CoA, che interviene in una fase successiva del processo, competendo con l'acetil CoA ed inibendo l'acido citrico sintetasi.

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In questa reazione di deacilazione del succinil CoA e di formazione di GTP si verifica la fosforilazione a livello del substrato. L'acido succinico formatosi è successivamente ossidato ad acido fumarico, con l'intervento della succinico deidrogenasi, che ha come coenzima il FAD; l'acido fumarico per azione della fumarasi, è idratato ad acido L-malico, che la L-malico deidrogenasi NAD+ dipendente ossida ad acido ossalacetico che riprende il ciclo.

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Quindi volendo schematizzare, le reazioni possono essere così riassunte: Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD+ GDP+ Pi + 2H20 ---> CoASH + 3NADH + 3H+ + FADH2+ GDP+ 2CO2. Le molecole di NADH E FADH sono importanti, perché nell'ultima fase della respirazione cellulare, la catena di trasporto degli elettroni, producono ATP e da ogni NADH si ottengono 3 ATP, mentre da ogni FADH2, una molecola di ATP, quindi dal ciclo di Krebs si producono 22 molecole di ATP.

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L'acido citrico formato è convertito in acido isocitrico dall'enzima aconitasi, con l'intervento di una isocitrico deidrogenasi (NAD dipendente) l'acido isocitrico è trasformato in acido alfa-chetoglutarico attraverso la decarbossilazione di un intermedio, l'acido ossalsuccinico. Il complesso delll'alfa-chetoglutarico deidrogenasi, trasforma l'acido alfa-chetoglutarico attraverso in succinilCoA, un tioestere ad elevato contenuto energetico che, con una reazione con guanosina difosfato (GDP), in presenza di Pi (fosforo inorganico), subisce il distacco del gruppo CoA formando acido succinico e GTP, prodotto nel quale è trasferita l'energia liberata dalla scissione del legame tioestereo.

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