Il ciclo dell'acido citrico e citrato sintasi

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Questions and Answers

Abbina i seguenti termini con le loro descrizioni:

NADH = Elettrone ad alto potenziale di trasferimento FADH2 = Elettrone ad alto potenziale di riduzione ATP = Energia immagazzinata CO2 = Prodotto della decarbossilazione ossidativa

Abbina i seguenti passaggi del ciclo dell'acido citrico con le loro funzioni:

Condensazione aldolica = Fusione di acetil CoA e ossalacetato Idrolisi = Produzione di citrato Ciclo dell'acido citrico = Generazione di energia Decarbossilazione = Rimozione di un carbonio sotto forma di CO2

Abbina i seguenti enzimi alle loro azioni:

Piruvato deidrogenasi = Decarbossilazione del piruvato Citrato sintasi = Sintesi del citrato Asp 375 = Promozione della rimozione del protone His 274 = Donazione di protoni

Abbina i seguenti composti con il loro ruolo nel metabolismo:

Acetil CoA = Intermedio nel ciclo dell'acido citrico Citrato = Prodotto della reazione catalizzata dalla citrato sintasi Ossalacetato = Intermediario che si lega all'acetil CoA Citril CoA = Molecola ad alto contenuto energetico Signup and view all the answers

Abbina i seguenti tipi di interazioni con i loro effetti sulla struttura dell'enzima:

Adattamento indotto = Modificazione della conformazione dell'enzima Legame di acetil CoA = Chiusura del sito attivo Idrolisi del citril CoA = Produzione di citrato e CoA Orientamento dei substrati = Facilitazione della reazione chimica Signup and view all the answers

Abbina i seguenti prodotti della reazione con i loro significati:

Citrato = Prodotto finale della sintesi CoA = Coenzima rilasciato NADH = Elettroni catturati dalla reazione Acetil CoA = Sorgente di carbonio Signup and view all the answers

Abbina i seguenti aspetti della reazione catalizzata dalla citrato sintasi con le loro descrizioni:

Efficiente utilizzo dell'energia = Impede l'idrolisi dell'acetil CoA Condensazione e idrolisi = Due fasi principali della reazione Sito attivo = Luogo dove avviene la reazione Modificazioni strutturali = Indotte dalla presenza del citril CoA Signup and view all the answers

Abbina i seguenti stati dell'enzima con il loro significato:

Conformazione aperta = Stato iniziale dell'enzima Conformazione chiusa = Stato dopo l'interazione con il citril CoA Sito di legame = Area dove si lega l'acetil CoA Equilibrio di legame = Processo di affinità tra enzima e substrato Signup and view all the answers

Abbina gli enzimi alle loro funzioni nel ciclo di Krebs:

Aconitasi = Isomerizzazione del citrato Isocitrato deidrogenasi = Ossidazione e decarbossilazione dell'isocitrato a-Chetoglutarato deidrogenasi = Decarbossilazione dell'a-chetoglutarato Succinil-CoA sintasi = Fosforilazione di un nucleoside difosfato Signup and view all the answers

Abbina i substrati alle loro trasformazioni:

Citrato = Isomerizzato a isocitrato Isocitrato = Ossidato a a-chetoglutarato a-Chetoglutarato = Convertito in succinil-CoA Succinil-CoA = Fosforilato a succinato Signup and view all the answers

Abbina i composti formati durante le reazioni:

Oxaloacetato = Intermedio stabile NADH = Primo trasportatore di elettroni CO2 = Prodotto della decarbossilazione Succinato = Compuesto a elevato potenziale energetico Signup and view all the answers

Abbina i gruppi funzionali con i loro ruoli:

Gruppo carbossilico = Legame con atomi di ferro Gruppo ossidrilico = Importante per reazioni successive Legame tioestere = Conservazione energia ossidativa Gruppo fosforico = Potenziale di trasferimento elevato Signup and view all the answers

Abbina le caratteristiche delle isoforme dell'enzima:

Isoforma ADP = Muscolo scheletrico e cardiaco Isoforma GDP = Fegato Isoforma NAD+ = Ciclo di Krebs Isoforma ATP = Produzione di energia Signup and view all the answers

Abbina gli enzimi alle loro classi di reazione:

Aconitasi = Isomerasi Isocitrato deidrogenasi = Deidrogenasi a-Chetoglutarato deidrogenasi = Decarbossilasi Succinil-CoA sintasi = Transferasi Signup and view all the answers

Abbina le reazioni del ciclo di Krebs e i loro risultati:

Reazione 1 = Formazione dell'intermedio ossalosuccinato Reazione 2 = Produzione di NADH Reazione 3 = Formazione di legame tioestere Reazione 4 = Produzione di energia Signup and view all the answers

Abbina i substrati con le loro trasformazioni enzimatiche:

Citrato = Isomerizzazione Isocitrato = Ossidazione a-Chetoglutarato = Decarbossilazione Succinil-CoA = Fosforilazione Signup and view all the answers

Abbina i seguenti prodotti del ciclo dell'acido citrico alle loro caratteristiche:

Acetil CoA = Inizia il ciclo con 2 atomi di carbonio CO2 = Abbandona il ciclo come prodotto finale NADH = Riduce durante le reazioni di ossidazione GTP = Generato dalla scissione del legame tioestere Signup and view all the answers

Abbina i seguenti meccanismi di regolazione della piruvato deidrogenasi ai loro effetti:

NADH = Inibisce l'enzima E3 Acetil CoA = Inibisce l'enzima E2 Fosforilazione = Inattiva la piruvato deidrogenasi De-fosforilazione = Attiva la piruvato deidrogenasi Signup and view all the answers

Abbina i seguenti termini con le loro descrizioni nel ciclo di Krebs:

Glicolisi anaerobica = Genera 2 ATP per molecola di glucosio Ciclo di Krebs = Genera circa 10 ATP per unità di acetile Decarbossilazione ossidativa = Converte piruvato in acetil CoA Oxidazione = Indirizza carbonio verso CO2 o lipidi Signup and view all the answers

Abbina i seguenti enzimi con i loro attributi rispetto alla piruvato deidrogenasi:

Chinasi = Fosforila e inibisce E1 Fosfatasi = Rimuove il gruppo fosforico per attivare E1 E1 = Dieciuta il piruvato a acetil CoA E2 = Inibito dall'acetil CoA Signup and view all the answers

Abbina le seguenti affermazioni ai loro dettagli sul ciclo dell'acido citrico:

Acetil CoA entra nel ciclo = Aggiunge 2 atomi di carbonio Produzione di CO2 = I due atomi di carbonio abbandonano il ciclo Generazione di ATP = Deriva da acetil CoA nel ciclo Ruolo dell'ossigeno = Rigenera NAD+ e FAD Signup and view all the answers

Abbina le seguenti sostanze con le loro azioni nel metabolismo energetico:

NAD+ = Accettore di elettroni nel ciclo FAD = Ridotto durante le ossidazioni Acetil CoA = Intermedio tra glucosio e lipidi H2O = Consumato nel ciclo di Krebs Signup and view all the answers

Abbina i seguenti descrittori della piruvato deidrogenasi ai loro dettagli:

Essenziale per energia = Rovinato dagli alti livelli di NADH Regolazione allosterica = Dipende dalla carica energetica Irreversibilità = Non riconvertito in glucosio Enzima complesso = Compongono E1, E2 e E3 Signup and view all the answers

Abbina i seguenti funzionalismi al processo di produzione di energia:

Glicolisi = Produce lattato in anaerobiosi Ciclo di Krebs = Ossidazione di carbone a CO2 Catena di trasporto degli elettroni = Rigenera coenzimi enzimatici NADH e FADH2 = Pusher di eletroni nel metabolismo Signup and view all the answers

Abbina gli enzimi con le loro funzioni:

Succinil CoA sintetasi = Interconversione di energia biochimica Succinato deidrogenasi = Accettore di elettroni Fumarasi = Addizione trans specifica Malato deidrogenasi = Ossidazione a ossalacetato Signup and view all the answers

Abbina i composti con il loro ruolo nelle reazioni:

FAD = Accettore di atomi di idrogeno ADP = Riceve il gruppo fosforico Malonato = Inibitore competitivo della succinato deidrogenasi Ortofosfato = Forma succinil fosfato Signup and view all the answers

Abbina le sostanze con le loro caratteristiche:

Succinato = Sostanza ossidata dalla succinato deidrogenasi His = Residuo che cattura il gruppo fosforico Ossidrilico = Gruppo che si addiziona al malato Isomero L-malato = Prodotto della reazione della fumarasi Signup and view all the answers

Abbina le sequenze ai loro risultati:

Trasferimento del gruppo fosforico = Formazione di ATP o GTP Ossidazione del succinato = Struttura della succinato deidrogenasi Flessione dell'His = Cattura del gruppo fosforico Aumento della concentrazione di succinato = Diminuzione del grado di inibizione Signup and view all the answers

Abbina i termini con le loro definizioni:

Intermedio fosforilato = Composto formato dalla succinil CoA sintetasi Ciclo dell’acido citrico = Processo biochimico in cui opera la succinato deidrogenasi NAD+ = Accettore di elettroni nella reazione della malato deidrogenasi Doppio legame = Formato durante l'ossidazione dal FAD Signup and view all the answers

Abbina i composti al loro tipo di reazione:

Succinato = Ossidazione Fumarato = Addizione Ossalacetato = Decarbossilazione ADP = Fosforilazione Signup and view all the answers

Abbina le funzioni con gli aminoacidi coinvolti:

Residuo di His = Cattura e trasferimento del gruppo fosforico Aminoacidi nel ciclo dell’acido citrico = Costituzione della succinato deidrogenasi L-malato = Prodotto della fumarasi Ossidrilico = Gruppo aggiunto al malato Signup and view all the answers

Abbina le relazioni tra composti e enzimi:

FAD = Legato alla succinato deidrogenasi Malonato = Inibitore competitivo ADP = Entrata nel ciclo energetico Succinil CoA = Interazione nel formato del succinil fosfato Signup and view all the answers

Abbina i seguenti enzimi ai loro effetti nel ciclo dell'acido citrico:

Isocitrato deidrogenasi = Stimolata dall'ADP e inibita da ATP a-Chetoglutarato deidrogenasi = Inibita da succinil CoA e NADH Piruvato deidrogenasi = Attivata da piruvato e ADP Piruvato carbossilasi = Catalizza la formazione di ossalacetato Signup and view all the answers

Abbina i seguenti intermedi del ciclo di Krebs alle loro funzioni:

Ossalacetato = Prodotto dal piruvato Acetil CoA = Segnale di fabbisogno energetico NADH = Inibitore della piruvato deidrogenasi Succinil CoA = Inibitore della a-chetoglutarato deidrogenasi Signup and view all the answers

Abbina i seguenti segnali ai loro effetti sulla piruvato deidrogenasi:

Elevato NADH/NAD+ = Inattivazione del complesso Alto acetil CoA = Inattivazione del complesso Basso ATP/ADP = Attivazione della piruvato deidrogenasi Elevato ADP = Attivazione della piruvato deidrogenasi Signup and view all the answers

Abbina le reazioni anaplerotiche ai loro substrati e prodotti:

Carbossilazione del piruvato = Forma ossalacetato Rifornimento di intermedi = Sostituisce componenti del ciclo Attivazione della piruvato carbossilasi = Richiede acetil CoA Reazioni del ciclo di Krebs = Generano ATP Signup and view all the answers

Abbina i seguenti stati della cellula alla risposta del ciclo dell'acido citrico:

Elevata carica energetica = Inattivazione del ciclo Bassa carica energetica = Entra ossalacetato nel ciclo Abbondanza di intermedi biosintetici = Inattivazione del ciclo Richiesta energetica = Attivazione del ciclo Signup and view all the answers

Study Notes

Il ciclo dell'acido citrico (ciclo di Krebs)

Il ciclo dell'acido citrico è una via metabolica che si verifica nei mitocondri delle cellule eucariotiche, il cui scopo è quello di estrarre energia dagli alimenti.
Il ciclo di Krebs è composto da otto reazioni.
Questo processo è aerobico, il che significa che richiede ossigeno.
L'acetil-CoA è il punto di partenza del ciclo di Krebs.
Il ciclo di Krebs è il legame tra la glicolisi e la fosforilazione ossidativa.

La reazione della citrato sintasi

La reazione della citrato sintasi è la prima reazione del ciclo di Krebs.
La citrato sintasi catalizza la condensazione dell'acetil-CoA con l'ossalacetato per formare citrato.
La reazione della citrato sintasi è irreversibile.
Il citril-CoA è un intermedio ad alto contenuto energetico che viene idrolizzato per far progredire la reazione verso la sintesi di citrato.
La citrato sintasi deve prevenire l'idrolisi dell'acetil-CoA, che sarebbe uno spreco di energia.
L'enzima subisce un cambiamento conformazionale quando l'ossalacetato si lega ad esso. Il legame all'ossalacetato crea un sito di legame per l'acetil-CoA.
La citrato sintasi catalizza la reazione di condensazione portando i substrati molto vicini, orientandoli e polarizzando specifici legami.

Il processo di isomerizzazione

Il citrato viene isomerizzato in isocitrato dall'aconitasi.
L'isomerizzazione avviene attraverso una reazione di deidratazione seguita da una di idratazione.
L'aconitasi è una proteina ferro-zolfo. Il centro Fe-S è importante sia nel legame con il substrato sia nel processo catalitico.

La prima decarbossilazione ossidativa

La prima decarbossilazione ossidativa è catalizzata dall'isocitrato deidrogenasi.
L'isocitrato viene ossidato e decarbossilato a ossalosuccinato.
L'ossalosuccinato è un β-chetoacido instabile che perde CO2 mentre è ancora legato all'enzima, formando α-chetoglutarato.
Il NADH si forma in questa reazione.

La seconda decarbossilazione ossidativa

La seconda decarbossilazione ossidativa è catalizzata dal complesso dell'α-chetoglutarato deidrogenasi.
L'α-chetoglutarato viene ossidato e decarbossilato per formare succinil-CoA.
Il NADH si forma in questa reazione.
Il complesso dell'α-chetoglutarato deidrogenasi è molto simile al complesso della piruvato deidrogenasi, sia come struttura (3 enzimi e 5 coenzimi) sia come funzione (decarbossilazione di un α-chetoacido e successiva formazione del legame tioestere).

La formazione del GTP

La scissione del legame tioestere del succinil-CoA è accoppiata alla fosforilazione di un nucleoside difosfato purinico.
Questa è l'unica tappa del ciclo di Krebs in cui viene prodotto un composto a elevato potenziale di trasferimento del gruppo fosforico.
Nei mammiferi si produce GTP.
Il GTP può essere convertito in ATP dall'enzima nucleoside difosfato chinasi.

L'enzima succinil-CoA sintetasi

La succinil-CoA sintetasi converte due tipi di energia biochimica attraverso la formazione di un intermedio fosforilato.
L'ortofosfato sostituisce il CoA formando il succinil fosfato ad alta energia.
Un residuo di His riceve il gruppo fosforico liberando il succinato.
La fosfoistidina si sposta verso l'ADP (o il GDP).
Il gruppo fosforico viene trasferito all'ADP (o al GDP) formando ATP o GTP.

L'enzima succinato deidrogenasi

La succinato deidrogenasi catalizza l'ossidazione del succinato in fumarato.
Il FAD è l'accettore di atomi di idrogeno in questa reazione.
Il FAD è strettamente legato alla succinato deidrogenasi.
La succinato deidrogenasi è l'unico enzima del ciclo di Krebs a essere legato alla membrana. Gli elettroni estratti ossidando il succinato passano attraverso il FAD ed entrano nella catena di trasporto degli elettroni della membrana mitocondriale interna.

L'enzima fumarasi

La fumarasi catalizza l'addizione trans specifica di un atomo di idrogeno e di un gruppo ossidrilico al fumarato per formare L-malato.

L'enzima malato deidrogenasi

La malato deidrogenasi catalizza l'ossidazione del malato in ossalacetato.
Il NAD+ è l'accettore di elettroni in questa reazione.
L'ossidazione del malato a ossalacetato è favorita dall'utilizzo dei prodotti: l'ossalacetato da parte della citrato sintasi e il NADH dalla catena di trasporto degli elettroni.

La reazione complessiva del ciclo di Krebs

Due atomi di carbonio entrano nel ciclo sotto forma di acetil-CoA e due atomi di carbonio lasciano il ciclo sotto forma di CO2.
Quattro coppie di atomi di H lasciano il ciclo in quattro reazioni di ossidazione che portano alla riduzione di 3 NAD+ e un FAD.
La scissione del legame tioestere del succinil-CoA genera un GTP (o ATP).
Vengono consumate due molecole di H2O.

Importanti considerazioni sul ciclo di Krebs

Il glucosio può essere formato dal piruvato, ma la formazione dell'acetil-CoA dal piruvato è una reazione irreversibile negli animali, i quali non possono riconvertire l'acetil-CoA in glucosio.
L'attività del complesso della piruvato deidrogenasi è strettamente regolata.
Il complesso della piruvato deidrogenasi è inibito dai suoi prodotti immediati: il NADH e l'acetil-CoA.
Il complesso della piruvato deidrogenasi è regolato allostericamente dalla modificazione covalente per fosforilazione reversibile.
La velocità del ciclo di Krebs è regolata con precisione per soddisfare il fabbisogno di ATP di una cellula animale.
Il ciclo di Krebs è regolato in più punti: gli enzimi allosterici isocitrato deidrogenasi e α-chetoglutarato deidrogenasi.
Le reazioni anaplerotiche riforniscono il ciclo dell'acido citrico di intermedi.
Un esempio di reazione anaplerotica è la formazione di ossalacetato per carbossilazione del piruvato mediante una reazione catalizzata dall'enzima biotina dipendente piruvato carbossilasi.

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Description

Esplora il ciclo dell'acido citrico, noto anche come ciclo di Krebs, e la sua importanza nel metabolismo cellulare. Scopri la prima reazione del ciclo, la reazione della citrato sintasi, e come essa contribuisce alla produzione di energia. Il quiz mette in evidenza i dettagli cruciali e le interazioni chimiche coinvolte in questo processo vitale.