Cos'è il ciclo di Krebs:
Il ciclo di Krebs, o ciclo dell'acido citrico, genera la maggior parte dei trasportatori di elettroni (energia) che saranno collegati nella catena di trasporto degli elettroni (CTE) nell'ultima parte della respirazione cellulare delle cellule eucariotiche.
È anche noto come ciclo dell'acido citrico perché è una catena di ossidazione, riduzione e trasformazione del citrato.
Il citrato o acido citrico è una struttura a sei atomi di carbonio che completa il ciclo rigenerandosi in ossalacetato. L'ossalacetato è la molecola necessaria per produrre nuovamente acido citrico.
Il ciclo di Krebs è possibile solo grazie alla molecola di glucosio che produce il ciclo di Calvin o la fase oscura della fotosintesi.
Il glucosio, attraverso la glicolisi, genererà i due piruvati che produrranno, in quella che è considerata la fase preparatoria del ciclo di Krebs, acetil-CoA, necessario per ottenere citrato o acido citrico.
Le reazioni del ciclo di Krebs avvengono nella membrana interna dei mitocondri, nello spazio intermembrana che si trova tra i cristalli e la membrana esterna.
Questo ciclo ha bisogno della catalisi enzimatica per funzionare, cioè ha bisogno dell'aiuto degli enzimi affinché le molecole possano reagire tra loro ed è considerato un ciclo perché c'è un riutilizzo delle molecole.
Fasi del ciclo di Krebs
L'inizio del ciclo di Krebs è considerato in alcuni libri dalla trasformazione del glucosio generato dalla glicolisi in due piruvati.
Nonostante ciò, se consideriamo il riutilizzo di una molecola per designare un ciclo, poiché la molecola viene rigenerata con ossalacetato di quattro atomi di carbonio, considereremo la fase precedente come preparatoria.
Nella fase preparatoria, il glucosio ottenuto dalla glicolisi si separerà per creare due piruvati a tre atomi di carbonio, producendo anche un ATP e un NADH per piruvato.
Ogni piruvato si ossiderà in una molecola di acetil-CoA a due atomi di carbonio e genererà un NADH da NAD +.
Il ciclo di Krebs esegue ogni ciclo due volte contemporaneamente attraverso i due coenzimi acetil-CoA che generano i due piruvati sopra menzionati.
Ogni ciclo è suddiviso in nove fasi in cui verranno dettagliati gli enzimi catalizzatori più rilevanti per la regolazione del bilancio energetico necessario:
Primo passo
La molecola di acetil-CoA a due atomi di carbonio si lega alla molecola di ossalacetato a quattro atomi di carbonio.
Gruppo libero CoA.
Produce citrato a sei atomi di carbonio (acido citrico).
Secondo e terzo passo
La molecola di citrato a sei atomi di carbonio viene convertita in un isomero isocitrato, prima rimuovendo una molecola di acqua e, nella fase successiva, incorporandola di nuovo.
Rilascia la molecola dell'acqua.
Produce isocitrato di isomero e H2O.
Quarto passo
La molecola di isocitrato a sei atomi di carbonio viene ossidata ad α-chetoglutarato.
LiberaCO2 (una molecola di carbonio).
Produce α-chetoglutarato a cinque atomi di carbonio e NADH da NADH +.
Enzima rilevante: isocitrato deidrogenasi.
Quinto passo
La molecola di α-chetoglutarato a cinque atomi di carbonio viene ossidata per ottenere succinil-CoA.
Rilascia CO2 (una molecola di carbonio).
Produce succinil-CoA a quattro atomi di carbonio.
Enzima rilevante: α-chetoglutarato deidrogenasi.
Sesto passo
La molecola di succinil-CoA a quattro atomi di carbonio sostituisce il suo gruppo CoA con un gruppo fosfato, producendo succinato.
Produce succinato a quattro atomi di carbonio e ATP da ADP o GTP da GDP.
Settimo passo
La molecola di succinato a quattro atomi di carbonio viene ossidata per formare fumarato.
Produce quattro fumarato di carbonio e FDA FADH2.
Enzima: consente a FADH2 di trasferire i suoi elettroni direttamente alla catena di trasporto degli elettroni.
Ottavo passo
La molecola di fumarato a quattro atomi di carbonio viene aggiunta alla molecola di malato.
Rilascia H2O.
Produce malato a quattro atomi di carbonio.
Nono passo
La molecola di malato a quattro atomi di carbonio viene ossidata, rigenerando la molecola di ossalacetato.
Produce: ossalacetato a quattro atomi di carbonio e NADH da NAD+.
Prodotti del ciclo di Krebs
Il ciclo di Krebs produce la stragrande maggioranza dell'ATP teorico generato dalla respirazione cellulare.
Il ciclo di Krebs sarà considerato dalla combinazione della molecola a quattro atomi di carbonio ossalacetato o acido ossalacetico con il coenzima acetil-CoA a due atomi di carbonio per produrre acido citrico o citrato a sei atomi di carbonio.
In questo senso ogni ciclo di Krebs produce 3 NADH di 3 NADH+, 1 ATP di 1 ADP e 1 FADH2 di 1 FAD.
Poiché il ciclo si verifica due volte contemporaneamente a causa dei due coenzimi acetil-CoA prodotti dalla fase precedente chiamata ossidazione del piruvato, deve essere moltiplicato per due, il che si traduce in:
- 6 NADH che genererà 18 ATP
- 2 ATP
- 2 FADH2 che genereranno 4 ATP
La somma sopra ci dà 24 dei 38 ATP teorici che risultano dalla respirazione cellulare.
L'ATP rimanente sarà ottenuto dalla glicolisi e dall'ossidazione del piruvato.
Mitocondri.
Tipi di respirazione.
