11
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICICICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICI
Ciclul acizilor tricarboxilici – ATC (ciclul acidului citric, Ciclul acizilor tricarboxilici – ATC (ciclul acidului citric, ciclul lui Krebs)ciclul lui Krebs) decurge în mitocondrii şi este precedat decurge în mitocondrii şi este precedat de formarea de formarea acetil CoAacetil CoA
RReprezintă calea finală comună a catabolismului eprezintă calea finală comună a catabolismului oxidativ al tuturor tipurilor de combustibil celular în oxidativ al tuturor tipurilor de combustibil celular în condiţii aerobecondiţii aerobe
Una din căile majore de sinteză a Una din căile majore de sinteză a acetil CoAacetil CoA constă în constă în decarboxilarea oxidativă a decarboxilarea oxidativă a acidului piruvicacidului piruvic
22
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICICICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICI
Acidul piruvicAcidul piruvic, ca termen final al glicolizei, ia naştere , ca termen final al glicolizei, ia naştere în mod continuu în citoplasmăîn mod continuu în citoplasmă
Acidul piruvicAcidul piruvic depăşeşte cu uşurinţă membrana depăşeşte cu uşurinţă membrana mitocondrială şi devine una din mitocondrială şi devine una din materiile prime de bazămateriile prime de bază ale respiraţiei celulareale respiraţiei celulare
Această reacţie importantă premergătoare nu intră Această reacţie importantă premergătoare nu intră direct în rândul reacţiilor ciclului acidului citricdirect în rândul reacţiilor ciclului acidului citric
33
C=O
COOH
CH3 piruvat-dehidrogenaza
NAD+ NADH + H+
acetil-CoAacid piruvic
+ HSCoA CH3-CO~SCoA + CO2
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICICICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICI
Reacţia de formare a Reacţia de formare a acetil-CoAacetil-CoA din din acidul piruvicacidul piruvic este este catalizată de catalizată de piruvatdehidrogenazapiruvatdehidrogenaza
Acest proces poartă denumirea de Acest proces poartă denumirea de decarboxilarea decarboxilarea oxidativă a acidului piruvicoxidativă a acidului piruvic
Acetil–CoAAcetil–CoA, care are o legătură macroergică, se , care are o legătură macroergică, se metabolizează mai departe în ciclul acidului citricmetabolizează mai departe în ciclul acidului citric
44
55
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
ETAPELE ETAPELE CICLULCICLULUI ATCUI ATC
1. Formarea acidului citric1. Formarea acidului citric - ciclul ATC este iniţiat prin formarea - ciclul ATC este iniţiat prin formarea acidului citricacidului citric
- are loc ca urmare a condensării - are loc ca urmare a condensării acetil–CoAacetil–CoA, cu , cu acidul acidul oxalilaceticoxalilacetic care se găseşte permanent în celulă care se găseşte permanent în celulă
- reacţia este ireversibilă - energia care se eliberează se - reacţia este ireversibilă - energia care se eliberează se transformă în căldură deoarece ATP nu se formeazătransformă în căldură deoarece ATP nu se formează
66
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
ETAPELE ETAPELE CICLULCICLULUI ATCUI ATC
2. Izomerizarea acidului citric2. Izomerizarea acidului citric - printr-o reacţie de izomerizare, - printr-o reacţie de izomerizare, acidul citricacidul citric se transformă în se transformă în acid izocitricacid izocitric
- în calitate de produs intermediar se formează - în calitate de produs intermediar se formează acid cis-acid cis-aconiticaconitic
77
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
ETAPELE ETAPELE CICLULCICLULUI ATCUI ATC
2. Izomerizarea acidului citric2. Izomerizarea acidului citric
- prin mecanismul său de acţiune, - prin mecanismul său de acţiune, aconitazaaconitaza este simultan, este simultan, hidratază şi izomerazăhidratază şi izomerază
88
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
ETAPELE ETAPELE CICLULCICLULUI ATCUI ATC
3. Oxidarea acidului izocitric3. Oxidarea acidului izocitric - are loc mai întâi dehidrogenarea - are loc mai întâi dehidrogenarea acidului izocitricacidului izocitric în în acid acid oxalilsuccinicoxalilsuccinic
- reacţia are loc sub acţiunea enzimei - reacţia are loc sub acţiunea enzimei izocitratdehidrogenazaizocitratdehidrogenaza cu NAD+ din mitocondrii cu NAD+ din mitocondrii
99
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
ETAPELE ETAPELE CICLULCICLULUI ATCUI ATC
3. Oxidarea acidului izocitric3. Oxidarea acidului izocitric
- reacţia este catalizată tot de - reacţia este catalizată tot de izocitratdehidrogenaza izocitratdehidrogenaza - enzimă - enzimă posedă o dublă activitateposedă o dublă activitate
- instantaneu şi ireversibil are loc reacţia de decarboxilare a - instantaneu şi ireversibil are loc reacţia de decarboxilare a acidului oxalilsuccinic acidului oxalilsuccinic (acesta fiind un compus instabil) în (acesta fiind un compus instabil) în acid acid αα- - cetoglutariccetoglutaric
1010
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORETAPELE ETAPELE CICLULCICLULUI ATCUI ATC
4. Decarboxilarea oxidativă a acidului 4. Decarboxilarea oxidativă a acidului αα--cetoglutariccetoglutaric
- în această transformare intervine - în această transformare intervine cetoglutaratdehidrogenazacetoglutaratdehidrogenaza
- - acidul acidul αα- cetoglutaric- cetoglutaric este transformat în este transformat în acid succinic acid succinic (sub (sub forma lui activă)forma lui activă)
- reacţia are loc după un mecanism similar celui de - reacţia are loc după un mecanism similar celui de decarboxilare oxidativă a decarboxilare oxidativă a acidului piruvicacidului piruvic
1111
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORETAPELE ETAPELE CICLULCICLULUI ATCUI ATC
4. Decarboxilarea oxidativă a acidului 4. Decarboxilarea oxidativă a acidului αα--cetoglutariccetoglutaric
- participarea coenzimelor decarboxilării oxidative (TPP, CoA, - participarea coenzimelor decarboxilării oxidative (TPP, CoA, acid lipoic, NAD, FAD)acid lipoic, NAD, FAD)
- formarea succinatului activ, adică a succinil CoA
DE REMARCAT
- formarea celei de-a doua molecule de CO2 în ciclul ATC
1212
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORETAPELE ETAPELE CICLULCICLULUI ATCUI ATC
5. 5. Formarea acidului succinicFormarea acidului succinic - - succinil-CoAsuccinil-CoA rezultată în a 4-a etapă se transformă în rezultată în a 4-a etapă se transformă în acid acid succinicsuccinic
- desfacerea legăturii tioesterice macroergice va genera - desfacerea legăturii tioesterice macroergice va genera apariţia apariţia GTPGTP, o substanţă macroergică, o substanţă macroergică
1313
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORETAPELE ETAPELE CICLULCICLULUI ATCUI ATC
5. 5. Formarea acidului succinicFormarea acidului succinic
- această reacţie este unica etapă în care se sintetizează - această reacţie este unica etapă în care se sintetizează ATPATP în în ciclul ATCciclul ATC
- - GTPGTP se va transforma ulterior în se va transforma ulterior în GDPGDP prin cedarea către prin cedarea către ADPADP a unui radical fosforil cu formarea de a unui radical fosforil cu formarea de ATPATP, compusul , compusul macroergic finalmacroergic final
GTP + ADP GDP + ATP
DE SUBLINIAT
1414
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORETAPELE ETAPELE CICLULCICLULUI ATCUI ATC
6. 6. Oxidarea acidului succinicOxidarea acidului succinic - - acidul succinicacidul succinic este dehidrogenat la este dehidrogenat la acid fumaricacid fumaric
- reacţia este catalizată de - reacţia este catalizată de succinatdehidrogenaza succinatdehidrogenaza - foarte activă în toate celulele care au capacitatea de absorbi oxigenul
- enzima este strâns legată de membrana mitocondrială, care conţine FAD şi 4 atomi de fier neheminici
1515
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORETAPELE ETAPELE CICLULCICLULUI ATCUI ATC
7. 7. Hidratarea acidului fumaricHidratarea acidului fumaric - - acid fumaricacid fumaric este transformat mai departe în este transformat mai departe în acid malicacid malic
- reacţia este catalizată de - reacţia este catalizată de fumaraza fumaraza - acţionează stereospecific, formând numai L-acid malic
- reacţia este uşor reversibilă
1616
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORETAPELE ETAPELE CICLULCICLULUI ATCUI ATC
8.Dehidrogenarea acidului malic 8.Dehidrogenarea acidului malic
- - acid malicacid malic este oxidat mai departe în este oxidat mai departe în acid oxalilaceticacid oxalilacetic
- reacţia este catalizată de - reacţia este catalizată de malatdehidrogenazamalatdehidrogenaza
- se poate afirma că acidul oxalilacetic, care se reface în final, are rolul de cărăuş al acetil-CoA
- cu această reacţie se închide ciclul ATC- cu această reacţie se închide ciclul ATC
1717
1818
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICICICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICI
Bilanţul energetic al ciclului Krebs constă în calculul Bilanţul energetic al ciclului Krebs constă în calculul cantităţii de ATP format în acest proces oxidativcantităţii de ATP format în acest proces oxidativ
Pentru a stabili numărul de moli de ATP ce se Pentru a stabili numărul de moli de ATP ce se formează din energia ce se adaugă în ciclul ATC trebuie formează din energia ce se adaugă în ciclul ATC trebuie precizatprecizat::
CONCLUZII
- prin oxidarea - prin oxidarea unui mol de NADH+Hunui mol de NADH+H++ se formează o cantitate se formează o cantitate de energie echivalentă cu energia acumulată în de energie echivalentă cu energia acumulată în 3 moli de ATP3 moli de ATP
- prin oxidarea - prin oxidarea unui mol de FADHunui mol de FADH22 se formează o cantitate de se formează o cantitate de
energie echivalentă cu energia acumulată în energie echivalentă cu energia acumulată în 2 moli de ATP2 moli de ATP
1919
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICICICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICI
Bilanţul energetic al ciclului ATC, exprimat în ATP, Bilanţul energetic al ciclului ATC, exprimat în ATP, se poate reprezenta astfel:se poate reprezenta astfel:
CONCLUZII
- etapa 3 - izocitrat - oxalilsuccinat - etapa 3 - izocitrat - oxalilsuccinat (1 mol NADH +H(1 mol NADH +H++)) = = 3 moli 3 moli ATPATP - etapa 4 - cetoglutarat - succinil-CoA - etapa 4 - cetoglutarat - succinil-CoA (1 mol NADH+H(1 mol NADH+H++)) = = 3 moli 3 moli ATPATP - etapa 5 - succinil-CoA - succinat - etapa 5 - succinil-CoA - succinat (1 mol GTP)(1 mol GTP) = = 1 mol ATP1 mol ATP
- etapa 6 - succinat – fumarat - etapa 6 - succinat – fumarat (1 mol FADH(1 mol FADH22)) = = 2 moli ATP2 moli ATP
- etapa 8 - malat - oxalilacetat - etapa 8 - malat - oxalilacetat (1 mol NADH +H(1 mol NADH +H++)) = = 3 moli ATP3 moli ATP
TOTALTOTAL 12 moli ATP12 moli ATP
2020
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICICICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICI
Ciclul lui Krebs este compus din 8 etapeCiclul lui Krebs este compus din 8 etape
Are loc oxidarea deplină a Are loc oxidarea deplină a acetil-CoAacetil-CoA, rezultată din , rezultată din metabolismul glucidelor, lipidelor şi proteinelor, până la metabolismul glucidelor, lipidelor şi proteinelor, până la COCO22 şi şi HH22OO cu eliberarea de energie cu eliberarea de energie
Ciclul ATC este un proces puternic exergonic şi Ciclul ATC este un proces puternic exergonic şi reprezintă o sursă principală de formare a energiei în reprezintă o sursă principală de formare a energiei în organismorganism
CONCLUZII
2121
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICICICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICI
Aspectul caracteristic al ciclului este că energia care Aspectul caracteristic al ciclului este că energia care se formează în cursul reacţiilor se degajă în mod se formează în cursul reacţiilor se degajă în mod treptattreptat
O parte însemnată de energie se înmagazinează în O parte însemnată de energie se înmagazinează în legăturile macroergice ale diverşilor compuşi macroergici legăturile macroergice ale diverşilor compuşi macroergici (ATP, CoASH, GTP) şi va contribui la procesele de (ATP, CoASH, GTP) şi va contribui la procesele de sinteză din organismsinteză din organism
CONCLUZII
2222
METABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELORMETABOLISMUL GLUCIDELOR
CICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICICICLUL ACIZILOR TRICARBOXILICI
Ciclul ATC are o contribuţie deosebită la sinteza unor Ciclul ATC are o contribuţie deosebită la sinteza unor compuşi de o mare însemnătate:compuşi de o mare însemnătate:
- din - din acetil CoAacetil CoA, sintetizată în exces, se pot forma , sintetizată în exces, se pot forma acizii graşiacizii graşi
CONCLUZII
- din - din acidul acidul αα-cetoglutaric-cetoglutaric – – acid glutamicacid glutamic şi ulterior şi ulterior glutaminăglutamină
- din - din acidul oxalilaceticacidul oxalilacetic – – acid asparticacid aspartic
- din - din acizii malicacizii malic şi şi oxalilaceticoxalilacetic – – glucozăglucoză
La nivelul ciclului ATC se stabilesc interelaţii metabolice La nivelul ciclului ATC se stabilesc interelaţii metabolice între principalii constituenţi ai materiei vii: glucide, lipide, între principalii constituenţi ai materiei vii: glucide, lipide, proteineproteine
Recommended