¿Cuál es el principio del ciclo del ácido tricarboxílico?
Ciclo del ácido cítrico
El acetil CoA y el oxaloacetato se condensan en ácido cítrico con tres grupos carboxilo. El ácido cítrico sufre una serie de reacciones y se oxida y descarboxila nuevamente. y ácido succínico, se degrada aún más en oxaloacetato. Los tres átomos de carbono del piruvato que participan en este ciclo solo utilizan la unidad de dos carbonos en una molécula del grupo acetilo cada vez que se realiza el ciclo, y finalmente generan dos moléculas de CO2 y liberan una gran cantidad de energía.
Ciclo del ácido cítrico (ciclo del ácido tricarboxílico): también conocido como ciclo del ácido tricarboxílico (ciclo del ácido tricarboxílico, TAC), ciclo de Krebs. Es un sistema cíclico para la reacción enzimática de oxidación del grupo acetilo en acetil-CoA a CO2. El primer paso del ciclo es la condensación de acetil-CoA y oxalacetato para formar ácido cítrico.
La acetil-CoA entra en un sistema de ciclo compuesto por una serie de reacciones y se oxida para generar h2o y co2. Debido a que esta reacción del ciclo comienza con la condensación de acetil coa y oxalacetato para producir ácido cítrico que contiene tres grupos carboxilo, se llama ciclo del ácido tricarboxílico o ciclo del ácido cítrico. En el ciclo del ácido tricarboxílico, la reacción catalizada por la citrato sintasa es un paso clave, y el suministro de oxaloacetato favorece el buen progreso del ciclo. El proceso detallado es el siguiente:
(1) ¿El acetil-CoA entra en el ciclo del ácido tricarboxílico?
El acetil-CoA tiene un enlace tioéster y el grupo acetilo tiene suficiente energía para interactúa con el grupo carboxilo del oxalacetato Realiza condensación de tipo aldólico. Primero, el residuo de histidina de la citrato sintasa actúa como una base con el acetil-CoA, lo que hace que el grupo metilo del acetil-CoA pierda un h. El carboanión generado ataca nucleófilamente el carbono carbonilo del oxaloacetato para formar el intermedio de acil-CoA. luego se hidroliza del enlace tioéster de alta energía para liberar el ácido cítrico libre, lo que hace que la reacción avance irreversiblemente hacia la derecha. Esta reacción está catalizada por la citrato sintetasa y es una fuerte reacción exergónica.
La síntesis de ácido cítrico a partir de oxaloacetato y acetil-CoA es un punto regulador importante en el ciclo del ácido tricarboxílico. La citrato sintasa es una enzima alostérica, y el ATP es un inhibidor alostérico de la citrato sintasa. El -cetoglutarato y el NADH pueden inhibir alostéricamente su actividad, la acil-CoA grasa de cadena larga también puede inhibir su actividad y el AMP puede resistir la inhibición del ATP y activarlo.
(2) ¿Se forma ácido isocítrico?
El grupo alcohol terciario del ácido cítrico no se oxida fácilmente y se oxida fácilmente cuando se convierte en ácido isocítrico y el terciario. El alcohol se convierte en un alcohol secundario. Esta reacción es catalizada por la aconitasa y es una reacción reversible.
(3) ¿Primera desacidificación oxidativa?
Bajo la acción de la isocitrato deshidrogenasa, el alcohol secundario del isocitrato se oxida a un grupo carbonilo para generar ácido oxalosuccínico (el producto intermedio del oxalosuccinato, que se descarboxila rápidamente en la superficie de la misma enzima para generar α-cetoglutarato (α?cetoglutarato), NADH y co2. Esta reacción es descarboxilación β-oxidativa, y esta enzima requiere Mn2 como activador. ?
Esta reacción es irreversible y es el paso limitante de la velocidad en el ciclo del ácido tricarboxílico. El ADP es el activador de la isocitrato deshidrogenasa, mientras que el ATP y el NADH son inhibidores de esta enzima. ?
(4) ¿Segunda descarboxilación oxidativa?
Bajo la acción del sistema α-cetoglutarato deshidrogenasa, el α-cetoglutarato se descarboxila oxidativamente para generar succinil- El proceso de reacción de CoA, NADH· H y co2 son completamente similares a la descarboxilación oxidativa catalizada por el sistema piruvato deshidrogenasa. Pertenece a la descarboxilación oxidativa α? Parte de la energía generada por la oxidación se almacena en el enlace tioéster de alta energía de la succinil coa. ?
El sistema α-cetoglutarato deshidrogenasa también consta de tres enzimas (α-cetoglutarato descarboxilasa, lipoato succinil transferasa, dihidrolipoato deshidrogenasa) y cinco compuestos por coenzimas (tpp, ácido lipoico, hscoa, NAD, FAD). ?
Esta reacción también es irreversible.
El complejo α-cetoglutarato deshidrogenasa es inhibido por ATP, GTP, NADH y succinil-CoA, pero no está regulado por fosforilación/desfosforilación. ?
(5) ¿Se fosforila el sustrato para generar ATP?
Bajo la acción de la succinato tioquinasa, el enlace tioéster de la succinil-CoA se hidroliza y se libera. Se utiliza energía libre para sintetizar GTP. En las bacterias y los organismos superiores, el ATP se puede generar directamente. En los mamíferos, primero se genera el GTP y luego el ATP. En este momento, la succinil-CoA genera ácido succínico y coenzima A. ?
(6) ¿Deshidrogenación del succinato?
La succinato deshidrogenasa (succinato deshidrogenasa) cataliza la oxidación del ácido succínico en ácido fumárico. Esta enzima está unida a la membrana interna de las mitocondrias, mientras que otras enzimas del ciclo del ácido tricarboxílico se encuentran en la matriz mitocondrial. Esta enzima contiene un centro de hierro-azufre y un fad unido a valencia. Los electrones del succinato pasan a través de fad y. El centro de azufre luego ingresa a la cadena de transporte de electrones hacia el O2. El ácido malónico es un análogo del ácido succínico y un poderoso inhibidor competitivo de la succinato deshidrogenasa, por lo que puede bloquear el ciclo del ácido tricarboxílico. ?
(7) ¿Hidratación del ácido fumárico?
La fumarasa sólo actúa sobre el doble enlace trans del ácido fumárico, pero no sobre el ácido maleico (ácido maleico). Por lo tanto, la catálisis es altamente estereoespecífica. ?
(8) ¿Regeneración de oxalacetato?
Bajo la acción de la malato deshidrogenasa (málico deshidrogenasa), el grupo alcohol secundario del malato se deshidrogena y oxida en un grupo carbonilo para generar acetato de oxalilo. (oxalocetato), nad es una coenzima de la deshidrogenasa que acepta hidrógeno para convertirse en NADH·H (Figura 4-5).