Tema 2 Acetil-CoA i Cicle de l'Àcid Cítric PDF

L’acetil-CoA i el Cicle de l’Àcid Cítric Tema 2 Metabolismo y Regulación (UVEG) Metabolismo y Regulación (UVEG)  Procedència i Destinacions de l’Acetil-CoA...

L’acetil-CoA i el Cicle de l’Àcid Cítric Tema 2 Metabolismo y Regulación (UVEG) Metabolismo y Regulación (UVEG)  Procedència i Destinacions de l’Acetil-CoA glicogen triacilglicerols proteïnes glicogenòlisi lipòlisi proteòlisi glucosa àcids grassos aminoàcids cossos glicòlisi cetònics β-oxidació desaminació i oxidació piruvat descarboxilació oxidativa acetil CoA cicle del glioxilat Metabolismo y Regulación (UVEG) glucosa colesterol cicle de l'àcid cítric àcids grassos cossos cetònics CO2 3 Metabolismo y Regulación (UVEG) 4  Acetil-CoA L'enllaç tioester posseeix una energia lliure d'hidròlisi alta O CH3 C S-CoA Acetil-CoA aporta els dos carbonis que van a oxidar- Metabolismo y Regulación (UVEG) se en el cicle de l’àcid cítric 5  Complex Piruvat Deshidrogenasa E1 Piruvat deshidrogenasa (descarboxilació oxidativa del piruvat) E2 Dihidrolipoamida E2 E3 E1 acetiltransferasa (transferència del grup acetil al coenzima A) E. coli Metabolismo y Regulación (UVEG) E3 Dihidrolipoamida deshidrogenasa 24 cadenes E1 (12 dímers) (regeneració de la forma oxidada de 24 cadenes E2 la lipoamida) 12 cadenes E3 (6 dímers) 7  Complex Piruvat Deshidrogenasa Metabolismo y Regulación (UVEG) 8  Coenzims del Complex Piruvat Deshidrogenasa E1 Pirofosfat de tiamina (TPP) E2 Lipoamida Pirofosfat de tiamina (TPP) Àcid lipoic Lys Lipoamida TPP carbanión del TPP (descarboxilació i transferència d’hidroxietil) Metabolismo y Regulación (UVEG) Dihidrolipoamida (transportador d’hidrogen o acetil) E3 FAD NAD+ (transportadors d’electrons) Coenzim A (transportador d’acetil) 9  Reaccions del Complex Piruvat Deshidrogenasa Metabolismo y Regulación (UVEG) 10  Reaccions del Complx Piruvat Deshidrogenasa Metabolismo y Regulación (UVEG) 11  Reaccions del Complex Piruvat Deshidrogenasa Metabolismo y Regulación (UVEG) 12  Reaccions del Complex Piruvat Deshidrogenasa Metabolismo y Regulación (UVEG) 13  Reaccions del Complex Piruvat Deshidrogenasa Metabolismo y Regulación (UVEG) 14  Complex Piruvat Deshidrogenasa Metabolismo y Regulación (UVEG) 15  Control del Complex Piruvat Deshidrogenasa E1 Metabolismo y Regulación (UVEG) 16  Control del Complex Piruvat Deshidrogenasa Inhibició al.lostèrica Modificació covalent reversible NADH inhibeix E3 fosforilació/defosforilació de E1 Acetil-CoA inhibeix E2 (enzim de mamífers) Activadors Activadors Inhibidors Metabolismo y Regulación (UVEG) 17 Metabolismo y Regulación (UVEG) Toxicitat de l’arsenit 18 Metabolismo y Regulación (UVEG) Destinacions del Piruvat 19  Fermentació Làctica Glucosa Piruvato Lactato NAD+ NADH NADH NAD+ Es prodeixen múscul de mamífers Bacteris, eritrocits i 2 molècules d’ATP per cada molècula de glucosa Lactato deshidrogenasa Piruvato L-lactato - Ampli ús en indústries d'alimentació Producció d'àcid disminueix el pH del mig inhibint creixement Metabolismo y Regulación (UVEG) d'altres organismes. Iogurt (Lactobacillus), crema agra (Streptococcus cremoris), mantega (Streptococcus diacetilactis) - Producció d'àcid per a indústria farmaceútica 20  Fermentació Alcohòlica Glucosa Piruvat Acetaldehid Etanol NAD+ NADH NADH NAD+ Llevats Piruvat Alcohol descarboxilasa deshidrogenasa Piruvat Acetaldehíd Etanol -Procés antic usat per a producció de begudes alcohòliques Es produeixen (cervesa, vi). Després de concentració de l'alcohol per destil·lació 2 molècules es produeixen licors d'alta graduació (whisky, vodka) d’ATP per cada molècula Metabolismo y Regulación (UVEG) -Matèria primera en indústria química i additiu per a combustibles - Per a producció d'etanol a escala industrial es seleccionen de glucosa soques que proporcionen alts rendiments 21 Metabolismo y Regulación (UVEG) Metabolisme de l’etanol 22 Metabolismo y Regulación (UVEG) Metabolisme de l’etanol 23  Etapes de la Respiració Cel.lular: Cicle de l’Àcid Cítric Ruta integradora del metabolisme d’ hidrats de carboni, lípids i proteïnes Es localitza en la matriu del mitocondri eucariotes o citosol (procariotes) - L'O2 és necessari per a regenerar els aceptores Metabolismo y Regulación (UVEG) d'electrons (NAD+ i FAD) - La formació d'acetil-CoA a partir de piruvat i l'oxidació dels àcids grassos també es produeixen en la matriu del mitocondri 24  Estratègia General del Cicle de l’Àcid Cítric En cada volta del cicle s'introdueixen 2 carbonis, en forma d'acetil (Acetil- CoA), i el seu equivalent serà totalment oxidat, alliberant-se 2 molècules de CO₂ L'energia lliure de l'oxidació es conserva en forma de coenzims reduïts (NADH i FADH2) Els intermediaris es reciclen NADH Metabolismo y Regulación (UVEG) FADH2 1/2 O2 cadena de transport e- NAD+ H2O FAD ATP ADP + Pi 25  Etapes Enzimàtiques del Cicle de lÀcid Cítric Condensación Citrato sintasa Deshidratación Deshidrogenación Aconitasa Malato deshidrogenasa oxalacetato citrato L-malato cis-aconitato Hidratación Fumarato hidratasa Hidratación Aconitasa fumarato isocitrato Descarboxilación oxidativa Metabolismo y Regulación (UVEG) Deshidrogenación succinato Isocitrato deshidrogenasa a- Succinato deshidrogenasa cetoglutarato succinil-CoA Descarboxilación Succinil-CoA sintetasa Fosforilación a oxidativa a-cetoglutarato deshidrogenasa nivel de sustrato 26 Metabolismo y Regulación (UVEG) aconitasa 28  Balanç del Cicle de l’Àcid Cítric Estequiometria del cicle de l’àcid cítric Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O à 2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + GTP + CoA-SH + 2 H+ Cada acetil-CoA que entra en el cicle origina - 3 NADH - 1 FADH2 - 1 GTP (ó 1 ATP) L’oxidació de cada NADH 2.5 ATP L’oxidació de cada FADH2 1.5 ATP Metabolismo y Regulación (UVEG) L’oxidació d’un acetil-CoA 10 ATP 29  Regulació del Cicle de l’Àcid Cítric ATP +CO2 Piruvat Acetil-CoA carboxilasa ADP + P Metabolismo y Regulación (UVEG) 31  Regulació del Cicle de l’Àcid Cítric Metabolismo y Regulación (UVEG) 32  Regulació del Cicle de l’Àcid Cítric Metabolismo y Regulación (UVEG) 33  Caràcter Anfibòlic del Cicle de l’Àcid Cítric Alguns intermediaris del cicle són precursors d'altres compostos Metabolismo y Regulación (UVEG) 34  Vies Anapleròtiques del Cicle de l’Àcid Cítric 1 Les reaccions anapleròtiques serveixen per a reposar 2 intermediaris del cicle 5 transaminación transaminación 3 4 Metabolismo y Regulación (UVEG) 6 Ácidos grasos cadena impar (propionil-CoA) y aminoácidos 35  Vies Anapleròtiques del Cicle de l’Àcid Cítric Metabolismo y Regulación (UVEG) 36  Cicle del Glioxilat Bacteris que creixen sobre fonts de carboni que no produeixen PEP o Acetat Àcids grassos piruvat no poden obtenir OAA per reaccions (1) (2) anapleròtiques. Utilitzen cicle del glioxilat A més de bacteris aerobis (E. coli), llevats, plantes, alguns invertebrats 2 Acetil-CoA + NAD+ + 2 H2O Succinat + 2 CoASH + NADH + H+ Metabolismo y Regulación (UVEG) Acetat + CoASH + ATP Acetil-CoA sintetasa G6P Acetil-CoA + AMP + PPi gluconeogènesi 37  Regulació del Cicle del Glioxilat Regulació al.lostèrica Regulació per modificació covalent Isocitrat intermediari crucial Enzim bifuncional IDH activa- OH quinasa fosfatasa IDH inactiva-OP Metabolismo y Regulación (UVEG) 3PG, PEP OAA, a-CG 38  Cicle del Glioxilat en Plantes - Es desenvolupen en llavors riques en lípids durant la germinació -Conté enzims per a degradació d'àcids grassos Metabolismo y Regulación (UVEG) 39  Regulació de l’expressió gènica del CAC Metabolismo y Regulación (UVEG) 40