CITRÁTOVÝ CYKLUS

OXIDATÍVNA DEKARBOXYLÁCIA

PYRUVÁTU

Pôvod acetyl-CoA v bunkovom metabolizme

NADH + H

+

NADH + H

+

CH3-C-SCoA

NADH + H

+

NADH + H

+

FADH2

FADH2

glykolýza

pyruvát

oxidačná dekarboxylácia

acetyl-CoA

O

CO2

CO2

β-oxidácia

aminokyseliny

vyššie
karboxylové
kyseliny

Glukóza

citrátový
cyklus

Acetyl-CoA – ústredný metabolit

sacharidy – glukóza – acetyl-CoA
lipidy – VMK - acetyl-CoA
bielkoviny- AK – acetyl-CoA
ketolátky- acetyl-CoA
alkohol – acetyl-CoA
štruktúra acetyl-CoA ( koenzým A –kyselina pantoténová
na S cysteamínu je naviazaný acetyl- CH

3CO-

tioesterová makroergická väzba)
~ umožňuje vstup acetylu do rôznych syntetických
reakcií

Tvorba acetyl-CoA z pyruvátu

OXIDAČNÁ DEKARBOXYLÁCIA

• Pyruvátdehydrogenázový komplex PD
• pyruvátdehydrogenáza (TDP, kyselina lipoová)
• dihydrolipoáttransacetyláza ( CoASH)
• dihydrolipoátdehydrogenáza ( FAD, NAD+ )
• lokalizácia-vnútorná mitochondriálna membrána + matrix
• súčasť komplexu proteínkináza a fosfatáza- význam v regulácii

aktivity

• Pyruvát + NAD+ + CoASH → CH

3CO~CoA + NADH + H

+

+ CO

2

CH3

hydroxyetyl-TDP

H-SCoA

lipoamid

acetyl-lipoamid

FAD

dihydro-
lipoamid

δ

+

dohydrolipoát-

dehydrogenáza

dohydrolipoát-
transacetyláza

pyruvát-
dehydrogenáza

N

N

S

N

+

NH2

CO2

H3C

CH2

CH3

CH2-CH2- O- P - P

tiamíndifosfát

CH3

C

H

CH3

C

O

C

O

OH

CH3

C

OH

C

O

O - H

S

N

+

H

C=O

C

H

CH3

C

O - H

H

S

N

+

C

CH

S

N

+

C

S

S

CO-NH

S

S

kyselina pyrohroznová

CH3

C

O

S-CoA

H

S

S

H

FADH2

NAD

+

NADH + H

+

dýchací reťazec

acetyl-CoA

Regulácia aktivity PD

kináza

acetyl-CoA
NADH

aktivácia
inhibícia

E1

O-H

E3

E2

K

E1

O-

E3

E2

K

E1

O-

E3

E2

K

ATP

ADP

pyruvát

P

CoA-SH

NAD

+

Ca

2+

F

P

F

P

Ca

2+

neaktívny

aktívny

fosfatáza

serínový
zvyšok
enzýmu

Regulácia aktivity PD

•

A. kompetitívnou inhibíciou a) acetylCoA

•

b) NADH + H+

B. cez reverzibilnú fosforyláciu a

defosforyláciu

•

PD-fosforylovaná –– neaktívna

•

PD-defosforylovaná––aktívna

•

kinázu stimuluje: Mg2+,acetylCoA, NADH,ATP

•

kinázu inhibuje:ADP, CoASH, NAD+, pyruvát,

•

fosfatázu stimuluje Mg2+, Ca2+, inzulín(adipose) adrenalín(srdce)

Citrátový cyklus TCA

• lokalizácia- matrix mitochondrie
• rozhodujúca úloha v intermediálnom metabolizme bunky,

energetickom metabolizme bunky

• sled oxidoredukčných reakcií trikarboxylových a dikyrboxylových

kyselín –- vznik redukovaných koenzýmov NAD a FAD

• prepojenie jednotlivých metabolitov AK s TCA

pyruvát

glukóza

oxalacetát

citrát

malát

izocitrát

fumarát

2-oxoglutarát

sukcinát

sukcinyl-CoA

CO2

CO2

CO2

Asp
Phe
Tyr

Val, Ile, Met

citrátový
cyklus

acetyl-CoA

Glu
Gln
Arg
His
Pro

Asp
Asn

acetacetát

Leu, Lys,
Phe, Tyr

Leu, Ile,
Thr, Trp

Gly, Ala, Ser, Cys, Thr, Trp

CO2

Energetika TCA

• 3 NADH + H+ → 9 ATP
• FADH

2 → 2 ATP

• substrátová fosforylácia GTP + ADP → ATP + GDP
• oxidácia 1 molu acetylCoA = 12 ATP

• Regulácia
• kľúčový enzým izocitrátdehydrogenáza
• + stimulovaný ADP,NAD+,Ca2+
• - inhibovaný ATP, NADH
• menej podstatné vplyvy: acyl-CoA, sukcinyl-CoA, citrát

1. Zníženie oxidácie NADH a FADH

2 v dýchacom reťazci

→ premena pyruvátu na laktát→ laktoacidóza

2. Deficit,alebo inhibícia enzýmov TCA

3. Genetický defekt(génové mutácie), znížená syntéza
niektorých podjednotiek dýchacieho reťazca→
znížený transport elektrónov, znížená syntéza ATP

4. anoxia, ischémia,CN-, CO→ inhibícia tvorby ATP