Biologie 2e

Etapele ciclului acidului citric

Etapa 1. Înainte de prima etapă, are loc o fază de tranziție în timpul căreia acidul piruvic este transformat în acetil CoA. Apoi, începe prima etapă a ciclului: Această etapă de condensare combină gruparea acetil cu două atomi de carbon cu o moleculă de oxaloacetat cu patru atomi de carbon pentru a forma o moleculă de citrat cu șase atomi de carbon. CoA este legat de o grupare sulfhidril (-SH) și difuzează pentru a se combina în cele din urmă cu o altă grupare acetil. Această etapă este ireversibilă, deoarece este foarte exergonică. Rata acestei reacții este controlată de feedbackul negativ și de cantitatea de ATP disponibilă. Dacă nivelul de ATP crește, rata acestei reacții scade. Dacă ATP este în cantitate redusă, rata crește.

Etapa 2. În etapa a doua, citratul pierde o moleculă de apă și câștigă o alta pe măsură ce citratul este transformat în izomerul său, izocitratul.

Etapa 3. În etapa a treia, izocitratul este oxidat, producând o moleculă cu cinci atomi de carbon, α-cetoglutarat, împreună cu o moleculă de CO2 și doi electroni, care reduc NAD+ la NADH. Această etapă este, de asemenea, reglată de un feedback negativ din partea ATP și NADH și de un efect pozitiv al ADP.

Etapa 4. Etapele trei și patru sunt atât etape de oxidare, cât și de decarboxilare, care, după cum am văzut, eliberează electroni care reduc NAD+ la NADH și eliberează grupări carboxil care formează molecule de CO2. Alfa-cetoglutaratul este produsul etapei trei, iar o grupare succinil este produsul etapei patru. CoA se leagă cu grupul succinil pentru a forma succinil CoA. Enzima care catalizează etapa a patra este reglată prin inhibarea prin reacție a ATP, succinil CoA și NADH.

Etapa 5. În etapa a cincea, o grupare fosfat este înlocuită cu coenzima A și se formează o legătură de mare energie. Această energie este utilizată în fosforilarea la nivelul substratului (în timpul conversiei grupei succinil în succinat) pentru a forma fie guanină trifosfat (GTP), fie ATP. Există două forme ale enzimei, numite izoenzime, pentru această etapă, în funcție de tipul de țesut animal în care se găsesc. O formă se găsește în țesuturile care utilizează cantități mari de ATP, cum ar fi inima și mușchii scheletici. Această formă produce ATP. A doua formă a enzimei se găsește în țesuturile care au un număr mare de căi anabolice, cum ar fi ficatul. Această formă produce GTP. GTP este echivalent din punct de vedere energetic cu ATP; cu toate acestea, utilizarea sa este mai limitată. În special, sinteza proteinelor utilizează în principal GTP.

Etapa 6. Etapa a șasea este un proces de deshidratare care transformă succinatul în fumarat. Doi atomi de hidrogen sunt transferați la FAD, reducându-l la FADH2. (Notă: energia conținută în electronii acestor hidrogeni este insuficientă pentru a reduce NAD+, dar adecvată pentru a reduce FAD). Spre deosebire de NADH, acest purtător rămâne atașat de enzimă și transferă direct electronii către lanțul de transport al electronilor. Acest proces este posibil datorită localizării enzimei care catalizează această etapă în interiorul membranei interne a mitocondriei.

Etapa 7. Apa este adăugată prin hidroliză la fumarat în timpul etapei a șaptea și se produce malat. Ultima etapă a ciclului acidului citric regenerează oxaloacetatul prin oxidarea malatului. O altă moleculă de NADH este apoi produsă în acest proces.