1

Ciclo di Krebs

2

Complesso della piruvato deidrogenasi (1)

Stechiometria della reazione finale

3

Complesso della piruvato deidrogenasi (2)

E1E2

E3

FAD

Piruvato decarbossilasi Diidrolipoil transacetilasi

Diidrolipoil

deidrogenasi

4

Le cinque tappe della decarbossilazione ossidativa

Complesso della piruvato deidrogenasi (3)

5

Ciclo di Krebs

ΔG°’=-32,2 kJ/mole

ΔG°’=+13,3 kJ/mole

ΔG°’=-33,5 kJ/mole

ΔG°’=-2,9 kJ/mole

ΔG°’=0 kJ/mole

ΔG°’=-3,8 kJ/mole

Citrato sintasi

Meccanismo

d’azione della citrato

sintasi

Centro ferro-zolfo dell’aconitasi

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

2,5 ATP

2,5 ATP

2,5 ATP

1,5 ATP

11

Bilancio del ciclo di Krebs

I due C eliminati in ogni giro del

ciclo come CO2 non sono quelli

entrati come CH3-CO-

(lo saranno nei cicli successivi)

Per ogni giro del ciclo avremo

10 molecole di ATP per

molecola di Acetil-CoA ossidato

(nella fosforilazione ossidativa)

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%)

12

I componenti del ciclo sono importanti intermedi biosintetici

Il ciclo di Krebs è il cuore del metabolismo intermedio

(via anfibolica)

13

Reazioni anaplerotiche

Le reazioni anaplerotiche riforniscono il ciclo di Krebs dei suoi intermedi

La più importante è la

reazione catalizzata dalla

piruvato carbossilasi

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 E1 (chinasi /fosfatasi)

• Concentrazione Ca2+ (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 Ca2+ (nel muscolo)

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

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Ciclo del GliossilatoRelazione tra il ciclo del gliossilato

e il ciclo dell’acido citrico

amminoacidi

Cellulosa

Energia

Intermedi metabolici

Nucleotidi

17

Ciclo del Gliossilato

Il ciclo di Krebs e del gliossilato

sono regolati in modo coordinato

dalla isocitrato deidrogenasi

Regolazione allosterica

Regolazione covalente

18

Nei ruminanti la gluconeogenesi è molto attiva

Glucosio

Fegato

Cellulosa

Glucosio

Propionato

Cellulasi

batterica

Fermentazione

propionica

Acil-CoA sintasi

ATP + CoA AMP + PPi

Ciclo di

krebs

Malato

Ossalacetato

Glucosio

La carenza di Co2+ nell’alimentazione può portare a

forme di anemia, inappetenza e ritardo nella crescita

(caso di alcuni allevamenti bovini australiani)

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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)

Anello corrinico

Tipo di reazione catalizzata

20

Vitamina B12 (2)

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)

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)