Citrátový cyklus

Petr Tůma

Citrátový cyklus = Krebsův cyklus

• objevitel Hans Adolf Krebs, 1937

– 1953 – Nobelova cena

• Krebsův cyklus, cyklus kyseliny citronové,

cyklus trikarboxylových kyselin

Křižovatka metabolických drah

• propojení metabolismu sacharidů, lipidů a proteinů

• katabolická funkce: zdroj energie, syntéza ATP

• anabolická funkce: tvorba prekursorů pro syntézu

glukózy, lipidů, aminokyselin, porfirinů

dýchací

řetězec

citrát

izocitrát

2-oxoglutarát

sukcinyl-CoA

sukcinát

fumarát

malát

oxalacetát

acetyl-CoA

Enzymy 1. Citrátsyntáza

2. Akonitáthydratáza

3. Isocitrátdehydroge

náza

4. 2-ketoglutarát

dehydrogenáza

5. Sukcinyl-CoA

syntetáza

6. Sukcinátdehydrog

enáza

7. Fumaráthydratáza

8. Malátdehydrogená

za

Energetická bilance

Reakce Kofaktor ATP

isocitrát → 2-oxoglutarát NADH + H+ 2,5

2-oxoglutarát → sukcinyl-

CoA

NADH + H+ 2,5

sukcinyl-CoA → sukcinát - 1

sukcinát → fumarát QH2 1,5

malát → oxalacetát NADH + H+ 2,5

10

acetyl-CoA + 3NAD+ + Q + GDP + P + H2O →

→ 2CO2 + 3NADH+H+ + QH2 + GTP +CoA

Palivo pro Krebsův cyklus

• acetyl-CoA • pyruvátdehydrogenázová

reakce

– pyruvát + NAD+ + CoA →

acetyl-CoA + NADH/H+ +

CO2

– nevratná

– CoA, thiamindifosfát,

lipoamid, FAD, NAD+

• β-oxidace mastných kyselin

• aminokyseliny

Anabolické

reakce • citrát → mastné kys.,

steroidy

• 2-oxoglutarát → AMK

skupiny glutamátu

• sukcinyl-CoA →

porfiriny

• malát, oxalacetát →

glukóza, AMK skupiny

pyruvátu

• oxalacetát → AMK

skupiny aspartátu

Anaplerotické = doplňovací reakce • pyruvát + CO2 + ATP →

oxalacetát + ADP

– pyruvátkarboxylasa

• aminokyseliny – Asp, Asn – oxalacetát

– Glu, Gln, His, Pro, Arg – 2-oxoglutarát

– Val, Thr, Met – sukcinyl-CoA

– Phe, Tyr - fumarát

– Ala, Ser, Cys, Gly - pyruvát

• MK s lichým počtem C

– propionyl-CoA – sukcinyl-CoA

• acetyl-CoA nemá anaplerotické účinky

Regulace

součinnost s dýchacím řetězcem a syntézou ATP = respirační kontrola

• aktivace – nízký poměr ATP/ADP a NADH/NAD+

• inhibice – vysoký poměr ATP/ADP a NADH/NAD+

regulační enzymy – citrátsyntáza – dostupnost acetyl-CoA

– isocitrátdehydrogenáza

– 2-oxoglutáratdehydrogenáza

Transport metabolitů

katabolismus anabolismus

Mitochondrie • vnější membrána – poriny, propustná

• vnitřní membrána • zřasená - kristy, tubuly

• málo propustná přenašeče

Transport přes vnitřní membránu • volná difúze – O2, CO2, H2O

• pyruvát, H2PO4- - antiport za OH-

• ATP antiport za ADP

• export Ca2+ - antiport za 2H+

• membránový

potenciál: 180-200mV

• matrix nabita záporně

Člunky

přenos NADH + H+ z

cytoplasmy do

mitochondrie

1. malátaspartátový

– srdce, játra, ledviny

– 2,5 ATP – komplex I

2. glycerolfosfátový

– kosterní sval, mozek

– 1,5 ATP – komplex II

– glycerolfosfát/dihydro

xyacetonfosfát