CITRÁTOVÝ CYKLUS

OXIDATÍVNA DEKARBOXYLÁCIAPYRUVÁTU

Pôvod acetyl-CoA v bunkovom metabolizme

NADH + H+

NADH + H+

CH3-C-SCoA

NADH + H+ NADH + H+

FADH2 FADH2

glykolýza

pyruvát oxidačná dekarboxylácia

acetyl-CoA

O

CO2

CO2

β-oxidácia

aminokyseliny

vyššie karboxylové kyseliny

Glukóza

citrátový cyklus

Acetyl-CoA – ústredný metabolit sacharidy – glukóza – acetyl-CoAlipidy – VMK - acetyl-CoAbielkoviny- AK – acetyl-CoAketolátky- acetyl-CoAalkohol – acetyl-CoAštruktúra acetyl-CoA ( koenzým A –kyselina pantoténována S cysteamínu je naviazaný acetyl- CH3CO- tioesterová makroergická väzba)~ umožňuje vstup acetylu do rôznych syntetických reakcií

Tvorba acetyl-CoA z pyruvátuOXIDAČNÁ DEKARBOXYLÁCIA

• Pyruvátdehydrogenázový komplex PD• pyruvátdehydrogenáza (TDP, kyselina lipoová)• dihydrolipoáttransacetyláza ( CoASH)• dihydrolipoátdehydrogenáza ( FAD, NAD+ )• lokalizácia-vnútorná mitochondriálna membrána + matrix• súčasť komplexu proteínkináza a fosfatáza- význam v regulácii

aktivity

• Pyruvát + NAD+ + CoASH → CH3CO~CoA + NADH + H+ + CO2

CH3

hydroxyetyl-TDP

H-SCoA

lipoamid acetyl-lipoamid

FADdihydro-lipoamid

δ+

dohydrolipoát-dehydrogenáza

dohydrolipoát-transacetyláza

pyruvát-dehydrogenáza

N

N

S

N+

NH2

CO2

H3C

CH2 CH3

CH2-CH2- O- P - P

tiamíndifosfát

CH3

CH

CH3 C

O

CO

OH

CH3 C

OH

CO

O - H

S

N+

HC=O

C

HCH3 C

O - H

HS

N+

C

CH

S

N+

C

SS

CO-NH

SS

kyselina pyrohroznová

CH3 C

O

S-CoA

H

SS

H

FADH2

NAD+ NADH + H+ dýchací reťazec

acetyl-CoA

Regulácia aktivity PD

kináza

acetyl-CoA NADH

aktiváciainhibícia

E1

O-H

E3

E2

K

E1

O-

E3

E2

K

E1

O-

E3

E2

K

ATP

ADPpyruvát

P

CoA-SH

NAD+

Ca2+ F

P F

P

Ca2+

neaktívny

aktívny

fosfatáza

serínovýzvyšokenzýmu

Regulácia aktivity PD

• A. kompetitívnou inhibíciou a) acetylCoA• b) NADH + H+

B. cez reverzibilnú fosforyláciu a defosforyláciu

• PD-fosforylovaná –– neaktívna• PD-defosforylovaná––aktívna• kinázu stimuluje: Mg2+,acetylCoA, NADH,ATP• kinázu inhibuje:ADP, CoASH, NAD+, pyruvát,• fosfatázu stimuluje Mg2+, Ca2+, inzulín(adipose) adrenalín(srdce)

Citrátový cyklus TCA• lokalizácia- matrix mitochondrie• rozhodujúca úloha v intermediálnom metabolizme bunky,

energetickom metabolizme bunky• sled oxidoredukčných reakcií trikarboxylových a dikyrboxylových

kyselín –- vznik redukovaných koenzýmov NAD a FAD• prepojenie jednotlivých metabolitov AK s TCA

pyruvát

glukóza

oxalacetát citrát

malát izocitrát

fumarát 2-oxoglutarát sukcinát sukcinyl-CoA

CO2

CO2

CO2

Asp Phe Tyr Val, Ile, Met

citrátový cyklus

acetyl-CoA

Glu Gln Arg His Pro

Asp Asn

acetacetát

Leu, Lys, Phe, Tyr

Leu, Ile, Thr, Trp

Gly, Ala, Ser, Cys, Thr, Trp

CO2

Energetika TCA

• 3 NADH + H+ → 9 ATP• FADH2 → 2 ATP• substrátová fosforylácia GTP + ADP → ATP + GDP • oxidácia 1 molu acetylCoA = 12 ATP

• Regulácia• kľúčový enzým izocitrátdehydrogenáza• + stimulovaný ADP,NAD+,Ca2+

• - inhibovaný ATP, NADH• menej podstatné vplyvy: acyl-CoA, sukcinyl-CoA, citrát

1. Zníženie oxidácie NADH a FADH2 v dýchacom reťazci → premena pyruvátu na laktát→ laktoacidóza

2. Deficit,alebo inhibícia enzýmov TCA

3. Genetický defekt(génové mutácie), znížená syntéza niektorých podjednotiek dýchacieho reťazca→ znížený transport elektrónov, znížená syntéza ATP

4. anoxia, ischémia,CN-, CO→ inhibícia tvorby ATP