Date post: | 01-May-2015 |
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1
Ciclo di Krebs
2
Complesso della piruvato deidrogenasi (1)
Stechiometria della reazione finaleStechiometria della reazione finale
3
Complesso della piruvato deidrogenasi (2)
E1 E2
E3
FAD
Piruvato decarbossilasi Diidrolipoil transacetilasi
Diidrolipoil deidrogenasi
4
Le cinque tappe della decarbossilazione ossidativaLe 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
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Succinil –CoA sintasi
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 substratofosforilazione 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 ATP2,5 ATP
2,5 ATP2,5 ATP
2,5 ATP2,5 ATP
1,5 ATP1,5 ATP
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Bilancio del ciclo di KrebsI due C eliminati in ogni giro del ciclo come CO2 nonnon sono quelli
entrati come CH3-CO- (lo saranno nei cicli successivi)
Per ogni giro del ciclo avremo10 molecole di ATP10 molecole di ATP per
molecola di Acetil-CoA ossidato(nella fosforilazione ossidativa)
1 glucosio = 2 piruvato = 32 molecole ATP32 x 30,5 kJ/mole = 976 kJ/mole (34% di resa)2840 : 100 = 976 : X X = 34 (efficienza in vivo ≈ 65%)
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I componenti del ciclo sono importanti intermedi biosintetici
Il ciclo di Krebs è il cuore del metabolismo intermedio(via anfibolicavia anfibolica)
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Reazioni anapleroticheLe reazioni anaplerotiche riforniscono il ciclo di Krebs dei suoi intermediLe reazioni anaplerotiche riforniscono il ciclo di Krebs dei suoi intermedi
La più importante è la reazione catalizzata dalla
piruvato carbossilasi
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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)
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Ciclo del GliossilatoPresente 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 mitocondriCiclo di Krebs nei mitocondri
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Ciclo del GliossilatoRelazione tra il ciclo del gliossilato Relazione tra il ciclo del gliossilato
e il ciclo dell’acido citricoe il ciclo dell’acido citrico
amminoacidi
Cellulosa
Energia
Intermedi metabolici
Nucleotidi
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Ciclo del GliossilatoIl ciclo di Krebs e del gliossilato
sono regolati in modo coordinato dalla isocitrato deidrogenasiisocitrato deidrogenasi
Regolazione allosterica
Regolazione covalente
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Nei ruminanti la gluconeogenesi è molto attiva
Glucosio
Fegato
Cellulosa
Glucosio
Propionato
Cellulasi batterica
Fermentazionepropionica
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)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)
Anello corrinico
Tipo di reazione catalizzata
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Vitamina B12 (2)
La carenza o il mancato assorbimento di vitamina B12 può causare gravi malattie.•“Anemia perniciosaAnemia 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 metilmalonicaAcidemia 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)