Complesso della piruvato deidrogenasi (1) Stechiometria della reazione finale

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1 Ciclo di Krebs 1

2 Complesso della piruvato deidrogenasi (1) Stechiometria della reazione finale 2

3 Complesso della piruvato deidrogenasi (2) FAD Diidrolipoil deidrogenasi Piruvato decarbossilasi E 3 Diidrolipoil transacetilasi E 1 E 2 3

4 Complesso della piruvato deidrogenasi (3) Le cinque tappe della decarbossilazione ossidativa 4

5 Ciclo di Krebs ΔG =-32,2 kj/mole ΔG =-3,8 kj/mole ΔG =+13,3 kj/mole ΔG =0 kj/mole ΔG =-2,9 kj/mole ΔG =-33,5 kj/mole 5

6 Citrato sintasi

7 Meccanismo d azione della citrato sintasi

8 Centro ferro-zolfo dell aconitasi

9 Meccanismo d azione dell isocitrato deidrogenasi

10 Succinil CoA sintetasi Unica reazione del ciclo di Krebs che porta alla formazione di ATP con un meccanismo analogo a quanto visto nella glicolisi (fosforilazione al livello del substrato) con la differenza che il substrato ad alto potenziale di trasferimento del fosfato è legato all enzima tramite un istidina Fosforilazione al livello del substrato 10

11 I due C eliminati in ogni giro del ciclo come CO 2 non sono quelli entrati come CH 3 -CO- (lo saranno nei cicli successivi) Bilancio del ciclo di Krebs Per ogni giro del ciclo avremo 10 molecole di ATP per molecola di Acetil-CoA ossidato (nella fosforilazione ossidativa) 2,5 ATP 2,5 ATP 2,5 ATP 1,5 ATP 1 glucosio = 2 piruvato = 32 molecole ATP 32 x 30,5 kj/mole = 976 kj/mole (34% di resa) 2840 : 100 = 976 : X X = 34 (efficienza in vivo 65%) 11

12 I componenti del ciclo sono importanti intermedi biosintetici Il ciclo di Krebs è il cuore del metabolismo intermedio (via anfibolica) 12

13 Reazioni anaplerotiche Le reazioni anaplerotiche riforniscono il ciclo di Krebs dei suoi intermedi La più importante è la reazione catalizzata dalla piruvato carbossilasi 13

14 Regolazione del ciclo di Krebs Regolazione all ingresso (complesso piruvato deidrogenasi) Inibizione da prodotto (Acetil-CoA, NADH) Regolazione feed-back (ATP/AMP, NADH/NAD + ) Regolazione covalente su E 1 (chinasi /fosfatasi) Concentrazione Ca 2+ (nel muscolo) Regolazione delle prime tre tappe intermedie irreversibili Disponibilità del substrato (acetil-coa, ossalacetato) Inibizione da prodotto Regolazione feed-back (ATP/AMP, NADH/NAD + ) Concentrazione Ca 2+ (nel muscolo) 14

15 Ciclo del Gliossilato Presente nei semi delle piante in germinazione e in alcuni microorganismi. Converte l acetil-coa proveniente dalla degradazione degli acidi grassi in succinato che poi, attraverso il ciclo di Krebs e la gluconeogenesi, forma glucosio Ciclo di Krebs nei mitocondri 15

16 Ciclo del Gliossilato Relazione tra il ciclo del gliossilato e il ciclo dell acido citrico Cellulosa amminoacidi Energia Nucleotidi Intermedi metabolici 16

17 Ciclo del Gliossilato Il ciclo di Krebs e del gliossilato sono regolati in modo coordinato dalla isocitrato deidrogenasi Regolazione covalente Regolazione allosterica 17

18 Nei ruminanti la gluconeogenesi è molto attiva Cellulosa Glucosio Cellulasi batterica Glucosio Ossalacetato Fermentazione propionica ATP + CoA AMP + PPi Propionato Acil-CoA sintasi Malato Glucosio Ciclo di krebs Fegato 18

19 Vitamina B12 (1) E un complesso composto chimico organometallico (con un atomo di cobalto inserito in un anello simile a quello del gruppo eme dell emoglobina) Tipo di reazione catalizzata Anello corrinico La carenza di Co 2+ nell alimentazione può portare a forme di anemia, inappetenza e ritardo nella crescita (caso di alcuni allevamenti bovini australiani) 19

20 Vitamina B12 (2) La vitamina B12 è presente solo nella carne. Non può essere sintetizzata dagli organismi animali ne vegetali ma solo da un limitato numero di microorganismi spesso presenti nell intestino degli animali superiori. Gli erbivori la ottengono dai batteri del loro stomaco (i conigli ingeriscono periodicamente una parte delle loro feci per ottenere vitamina B12) La carenza o il mancato assorbimento di vitamina B12 può causare gravi malattie. Anemia perniciosa (riduzione degli eritrociti, disfunzioni del SNC) dovuta alla carenza del fattore intrinseco, una glicoproteina essenziale per l assorbimento della vitamina. Si può curare con l assunzione di dosi elevate di vitamina B12 Acidemia metilmalonica causata da carenza di L-metilmalonil-CoA mutasi (accumulo di L-metilmalonil-CoA con conseguente diminuzione del ph, fatale nei primi anni di vita) 20

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