Ciclul Krebs - Procesul metabolic

Coenzima A (CoA) este o coenzima esențială implicată în diverse procese metabolice, inclusiv sinteza și oxidarea acizilor grași, precum și oxidarea piruvatului în ciclul acidului citric.

CoA este formată din cisteină, pantotenat (vitamina B5) și adenozintrifosfat (ATP).

CoA reacționează cu acizii carboxilici, formând thioesteri și transportând astfel acizi grași între citoplasmă și mitocondrii.

Acetil-CoA este o moleculă de CoA care transportă o grupare acetil.

Pantotenatul (vitamina B5) este esențial pentru sinteza CoA, sinteza lipidelor, sinteza colesterolului, producerea de neurotransmițători și repararea ADN-ului.

Dehidrogenarea piruvatului este o reacție complexă catalizată de complexul piruvat dehidrogenază (PDC). Această reacție are loc în mitocondriile celulelor eucariote și implică o serie de coenzime și proteine. PDC transformă piruvatul în acetil-CoA, un reactant central al ciclului Krebs.

Acest proces este un exemplu de reacție catabolică, deoarece descompune glucoza în molecule mai mici pentru a produce energie. Această reacție este esențială pentru a alimenta ciclul Krebs, care este responsabil pentru producția majorității energiei din celula eucariotă.

Ciclul Krebs este o secvență de reacții care au loc în matricea mitocondrială. Aceste reacții implică oxidarea grupelor acetil ale acetil-CoA, ducând la producerea de ATP și NADH. Această producție de energie este crucială pentru activitatea celulelor.

Ciclul Krebs este considerat amfibolic deoarece poate participa atât la procesele catabolice (degradarea) cât și la procesele anabolice (sinteza).

Reacțiile anaplerotice sunt reacții metabolice care refac intermediarii ciclului Krebs. Acestea mențin concentrațiile optime ale intermediarilor, permițând ciclului Krebs să funcționeze corect.

Glicoliza este prima etapă a respirației celulare, un proces catabolic care descompune glucoza în piruvat, producând o cantitate mică de ATP și NADH.

Lanțul respirator este o secvență de reacții care au loc în membrana mitocondrială internă și implică transferul de electroni de la NADH și FADH2 către oxigen. Acest proces produce ATP, forma principală de energie a celulelor.

Electronii sunt transferați de-a lungul proteinelor din lanțul respirator, eliberând energie pe măsură ce sunt transferați de la o proteină la alta.

Această energie eliberată este utilizată pentru a pompa ioni de hidrogen (H+) din matricea mitocondrială către spațiul intermembranar al mitocondriei, creând un gradient de protoni.

Gradientul de protoni generat este apoi utilizat pentru a produce ATP.

Electronii care au parcurs lanțul respirator se combina cu oxigenul molecular (O2) pentru a forma apă (H2O), într-o reacție care protejează celula de radicalii liberi.

Defectele sau disfuncțiile în lanțul respirator celular pot duce la boli grave, cum ar fi sindromul de deficiență mitocondrială sau diverse afecțiuni metabolice.

O enzimă cheie în ciclul TCA, responsabilă pentru transformarea citratului în cis-aconitat, este o reacție reversibilă de deshidratare.

Primul pas al ciclului TCA, unde acetil-CoA se combină cu oxaloacetat pentru a forma citrat. Reacția este ireversibilă, o etapă limitantă de viteză.

Reacția catalizată de isocitrat dehidrogenaza, unde isocitratul este oxidat și decarboxilat pentru a forma α-cetoglutarat. Această etapă generează NADH (echivalenți ATP) și este ireversibilă.

O etapă crucială în ciclul TCA care convertește α-cetoglutaratul în succinil-CoA, producând CO2, NADH (echivalenți ATP) și energia necesară pentru următorul pas.

O enzimă care catalizează reacția ireversibilă de decarboxilare oxidativă a α-cetoglutaratului, rezultând NADH și succinil-CoA.

O etapă complexă în ciclul TCA, unde succinil-CoA este convertit în succinat. Reacția eliberează energie necesară sintezei GTP.

Această enzimă catalizează conversia succinatului în fumarat, o reacție de oxidare în care FAD este redus la FADH2. Are loc în complexul II al lanțului respirator.

Această enzimă catalizează hidratarea fumaratului, adăugând o moleculă de apă pentru a forma L-malat. O reacție stereo-specifică.

Ultimul pas din ciclul TCA, unde L-malatul este oxidat la oxaloacetat. Această etapă generează NADH (echivalenți ATP).

Un complex enzimatic care decarboxilează piruvatul în acetil-CoA, o etapă cheie în metabolismul energetic. Este format din trei enzime (E1, E2, E3) și este reglat prin fosforilare-defosforilare.