1 / 31

Cykl Kwasów Tri-karboksylowych = TCA = Cykl Krebsa = Cykl Kwasu Cytrynowego

Cykl Kwasów Tri-karboksylowych = TCA = Cykl Krebsa = Cykl Kwasu Cytrynowego. Miejsce cyklu Krebsa na mapie metabolicznej. Uproszczony schemat cyklu Krebsa (8 etapów). Dwie drogi wejścia pirogronianu do cyklu kwasów trikarboksylowych (wątroba). Pirogronian. Szczawiooctan. Acetylo-CoA.

greg
Download Presentation

Cykl Kwasów Tri-karboksylowych = TCA = Cykl Krebsa = Cykl Kwasu Cytrynowego

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Cykl Kwasów Tri-karboksylowych=TCA = CyklKrebsa =Cykl Kwasu Cytrynowego

  2. Miejsce cyklu Krebsa na mapie metabolicznej

  3. Uproszczony schemat cyklu Krebsa (8 etapów)

  4. Dwie drogi wejścia pirogronianu do cyklu kwasów trikarboksylowych (wątroba) Pirogronian Szczawiooctan Acetylo-CoA

  5. Karboksylaza pirogronianowa Karboksylaza pirogronianowa używa kowalencyjnie przyłączonej biotyny jako kofaktoradwuetapowej reakcji karboksylacji pirogronianu. Biotyna jest najpierw łączona z CO2pochodzącym od węglanu, (przy zużyciu ATP). Grupa karboksylowa jest następnie przenoszona przez karboksybiotynę na drugie miejsce katalityczne, gdzie pirogronian jest przekształcany w szczawiooctan.

  6. Reakcja katalizowana przez dehydrogenazę pirogronianową

  7. Kompleks dehydrogenazy pirogronianowej składa się z trzech białek o różnych aktywnościach. Zwróć uwagę na 5 różnych kofaktorów tego złożonego procesu. Pirogronian Acetylo-CoA

  8. Kwas Liponowy pełni tu funkcję ramienia przenoszącego pozostałą po dekarboksylacji pirogronianu resztę hydroksyetylową, pomiędzy podjednostkami E1 i E3, katalizującymi kolejne etapy reakcji fragment pirgronianu Utleniony Liponian Tiamina

  9. Syntaza Cytrynianowa Cytrynian powstaje w reakcji katalizowanej przez syntazęcytrynianową ze szczawiooctanu i acetylo-CoA. Mechanizm polega na ataku nukleofilowym karboanionu acetylo-CoA na węgiel karbonylowy szczawiooctanu, po czym dochodzi do hydrolizy wiązania tioestrowego.

  10. Reakcje katalizowane przez Akonitazę -H2O + H2O Kwas izocytrynowy Kwas Cytrynowy Kwas akonitowy Akonitaza (Hydrataza akonitanowa; EC 4.2.1.3 ) jest enzymem katalizującym stereo-specificzną izomeryzację cytrynianu do izocytrynianupoprzez związek pośredni – kwas cis-akonitowy.

  11. Kofaktorem Akonitazyjest zespół Fe3S4

  12. Akonitaza (kont.) Akonitaza zawiera zespół żelazowo-siarkowyzłożony z trzech atomów żelaza i czterech atomów siarki, ułożonych w strukturę bliską kubicznej. Zespół ten jest umocowany w białku przez grupy tiolowe trzech reszt cysteiny. Brak mu jednego z narożników sześcianu. W tym właśnie miejscu wiązany jest jon F2+, odpowiedzialny za aktywację akonitazy. Ten atom koordynacyjnie wiąże C-3 karboksyluoraz grupę hydroksylową cytrynianu. Działa więc jako kwas Lewisa:przyłączając parę elektronów grupy hydroksylowej, ułatwia odłączenie całej reszty. Reakcja netto nie jest typu redoksowego!

  13. Dehydrogenaza Isocytrynianowa (pierwsza reakcja redoksowa cyklu) Dehydrogenaza Isocytrynianowa (IDH) jest enzymem cyklu pośrednio współdziałającym z łańcuchem oddechowym.  Jest odpowiedzialna za odwracalne przekształcanie izocytrynianu w -ketoglutaran i CO2, w dwuetapowej reakcji.  Pierwszym etapem jest utlenienie izocytrynianu do szczawiobursztynianu.  W drugim etapie reakcji szczawiobursztynian traci swój -karboksyl jako CO2.

  14. Tlenowa dekarboksylacja -ketoglutaranu

  15. Kompleksdehydrogenazy-ketoglutaranowej -Ketoglutaran jest oksydacyjnie dekarboksylowany dobursztynylo-CoA przezdehydrogenazę-ketoglutaranową.Wtej reakcji powstaje druga już cząsteczka CO2cyklu Krebsa, oraz cząsteczka NADH. Ten kompleks wielo-enzymatyczny jest bardzo podobny do kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej zarówno pod względem składu białkowego, rodzaju kofaktorów, jak i mechanizmu działania. Tak samo jak PDH, reakcja -KGDH przebiega z wysoką standardową zmianą energii swobodnej Gibbsa. Reakcja jest regulowana proporcjami stężeń NAD+/NADH oraz ATP/ADP.

  16. Reakcja i kofaktory tlenowej dekarboksylacji -ketoglutaranu

  17. Tiokinazabursztynianowa(reakcja)

  18. Tiokinazabursztynylowa(Syntetaza bursztynylo - CoA) Konwersja wysokoenergetycznego bursztynylo-CoA do wolnego bursztynianu biegnie z udziałem enzymu zdolnego do syntezy wysokoenergetycznego nukleotydutrifosforanowego. Taki proces zwiemy fosforylacją substratową. Powstaje wtedy połączenie enzym -wysokoenergetyczny związek pośredni. Dopiero z niego „wysoko energetyczna reszta fosforanowa”jestprzenoszona na GDP. Powstały w ten sposób mitochondrialy GTP podlega trans-fosforylacji katalizowanej przez nukleozydo-difosfo-kinazęz cząsteczką ADP, i wytworzenie ATP. Cząsteczka GTP jest odtwarzana potem w kolejnymobrocie cyklu.

  19. DehydrogenazaBursztynianowa (SDH) Katalizuje utlenienie bursztynianu do fumaranu z równoczesną redukcją kowalencyjnie związanego z białkiem FAD, oraz żelaza niehemowego. W komórkach ssaków końcowym akceptorem elektronów jest koenzym Q.

  20. Dehydrogenaza bursztynianowa (SDH, Kompleks II) Skład: Cztery podjednostki białkowe (A,B,C,D) oraz następujące przenośniki elektronów: FADH2, zespoły Fe-S, hem b560, ubichinon.

  21. Fumaraza (hydrataza fumaranowa) Katalizuje katalizuje uwodnienie fumaranu do kwasu jabłkowego.

  22. Dehydrogenaza jabłczanowa (MDH) Katalizuje odwracalną reakcję utlenienia jabłczanu do szczawiooctanu przy standardowej zmianie energii swobodnej około +7 kcal/mol. Natomiast syntaza cytrynianowa, katalizująca reakcję kondensacji acetylo-CoA ze szczawiooctanem,zachodzi przy standardowej wielkości g równej około -8 kcal/mol. Zatem to ten enzym „ciągnie” reakcję MDH w kierunku szczawiooctanu.

  23. Reacja dehydrogenazy jabłczanowej

  24. Sumaryczne równanie cyklu kwasów trikarboksylowych: Acetylo-CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + 2H+ + HSCoA

  25. Energetyka cyklu Krebsa w sprzężeniu z łańcuchem oddechowym. Obliczanie energii zmagazynowanej w postaci ATP W całym cyklu są: 3 utlenienia z NAD 1 utlenienie z FAD 1 fosforylacja substratowa Produkcja ATP sprzężona z tymi procesami wynosi odpowiednio: 3 x 2,5 = 7,5 cząsteczek ATP 1 x 1,5 = 1,5 cząsteczek ATP 1 x 1 = 1 GTP (= 1 cząsteczka ATP) W sumie = 10 cząsteczek ATP (utworzone z ADP) przy spaleniu jednej reszty octanowej do H2O i CO2 Jest to równoważne 310 kJ w warunkach standardowych.

  26. Cykl kwasów trikarboksylowych jest przemianą amfiboliczną, czyli zarówno: Kataboliczną jak i Anaboliczną

  27. Związki z wielu przemian są katabolizowane lub przekształcane w cyklu cytrynianowym

  28. Cykl cytrynianowy jako źródło prekursorów szlaków biosyntezy

  29. Regulacja cyklu cytrynianowego Regulacja tego cyklu odbywa się zarówno na wejściu jak i na poziomie samego cyklu. „Paliwo” dla tej przemiany wchodzi głównie pod postacią acetylo-CoA. Pochodzi on ze wszystkich trzech szlaków katabolicznych: lipidów, węglowodanów, aminokwasów. Jednak najistotniejszym jest źródło węglowodanowe, czyli kompleks dehydrogenazy pirogronianowej. PDH jest hamowana przez wysokie stężenia acetylo-CoA i NADH, aktywowana przez wolny CoA (CoASH) and NAD+. Mechanizm tej regulacji polega na użyciu odpowiedniej kinazy i fosfatazy. Fosforylacja PDH hamuje aktywność kompleksu, prowadząc do obniżenia tempa utleniania pirogronianu. PDH kinaza jest aktywowana przez NADH i acetyl-CoA,a hamowana przez pirogronian, ADP, CoASH, Ca2+i Mg2+. PDH fosfataza, jest aktywowana jonami Mg2+i Ca2+.

More Related