Reazione della piruvato DH

Tiammina (vitamina B1) 2,5 dimetil-6-ammino pirimidina 4-metil-5-idrossietil tiazolo Presente in molti alimenti: cereali integrali, legumi, noci, uova, lievito, verdura, fegato, carne, cavolfiori, asparagi, patate, arance; Sintetizzata da batteri, lieviti e piante; Deficit causa beriberi (disordini neurologici – polineurite periferica, problemi cardiaci e circolatori, affaticamento, debolezza muscolare, edema, irritabilità, perdita di peso); RDA: ca. 1.5 mg/die Coenzima derivato: tiammina pirofosfato

Tiamminapirofosfato Utilizzata da PDH, a-chetoglutarato DH, DH degli a-chetoacidi ramificati, transchetolasi, piruvato decarbossilasi dei lieviti

Tiamminapirofosfato

Acido lipoico (pseudovitamina) Utilizzato in PDH, a-chetoglutarato DH, DH degli a-chetoacidi ramificati

Reazione della piruvato DH

Acido pantotenico (vitamina B5) a,g-diossi-b,b’-dimetilbutirrato (acido pantoico) + b-alanina L'acido pantotenico sembra essere ubiquitario. Si trova, in particolare, nel fegato, nel lievito di birra, crusca di frumento, semi di sesamo, legumi, uova, pappa reale. RDA: 5-6 mg/die

Coenzima A Trasportatore di acili (nome generico del gruppo funzionale corrispondente ad un acido carbossilico privato del suo gruppo –OH)

Riboflavina (vitamina B2) 7,8-dimetil-N,10-(1’-D-ribitil)isoalossazina FMN

Riboflavina (vitamina B2) La riboflavina, in natura, è abbondantemente presente. Si trova nelle verdure, nel lievito e soprattutto nel latte, nel fegato, nel cuore, nel rene e nell'albume dell'uovo. Carenza rara. A livello macroscopico si rileva arresto della crescita e comparsa di una sindrome simile alla pellagra caratterizzata da lesioni delle mucose e dell'epitelio dell'occhio, dell'apparato gastrointestinale e delle zone di passaggio tra cute e mucose (stomatite). RDA: 1-2 mg/die

FAD FMN si ottiene per fosforilazione di una molecola di riboflavina: 5 1 FMN si ottiene per fosforilazione di una molecola di riboflavina: riboflavina + ATP -> FMN + ADP, FAD si ottiene per adenilazione di una molecola di FMN: FMN + ATP -> FAD + PPi (pirofosfato)

Effetto dell’arsenito sulla lipoamide

Struttura della piruvato DH

Composizione in subunità della PDH E. coli mammiferi E1 – Piruvato deidrogenasi 24 (ab) 60 (ab) E2 – Diidrolipoil transacetilasi 24 (8a3) 60 (a) E3 – Diidrolipoil deidrogenasi 12 12 (ab) Core di 24 E2 (cubo) Core di 60 E2 (dodecaedro)

Core di E2 nel complesso PDH dei mammiferi (60 subunità a) Reazione della pi DH Core di E2 nel complesso PDH dei mammiferi (60 subunità a)

Struttura della piruvato DH in E. coli

Struttura della diidrolipoil transacetilasi

Meccanismo del complesso della PDH

Ciclo di Krebs

Citrato sintasi

Struttura della citrato sintasi

Aconitasi

Struttura dell’aconitasi

Centri Ferro-Zolfo (FeS)

Isocitrato DH

Acidi bicarbossilici semplici Nome comune Nomenclatura IUPAC Formula chimica Oxalic acid ethanedioic acid HOOC-COOH Malonic acid propanedioic acid HOOC-(CH2)-COOH Succinic acid butanedioic acid HOOC-(CH2)2-COOH Glutaric acid pentanedioic acid HOOC-(CH2)3-COOH Adipic acid hexanedioic acid HOOC-(CH2)4-COOH Pimelic acid heptanedioic acid HOOC-(CH2)5-COOH Suberic acid octanedioic acid HOOC-(CH2)6-COOH Azelaic acid nonanedioic acid HOOC-(CH2)7-COOH Sebacic acid decanedioic acid HOOC-(CH2)8-COOH

Struttura della succinil-CoA sintetasi (a2b2)

FIGURE 16-13 Products of one turn of the citric acid cycle FIGURE 16-13 Products of one turn of the citric acid cycle. At each turn of the cycle, three NADH, one FADH2, one GTP (or ATP), and two CO2 are released in oxidative decarboxylation reactions. Here and in several following figures, all cycle reactions are shown as proceeding in one direction only, but keep in mind that most of the reactions are reversible (see Figure 16-7).

Stechiometria del ciclo di Krebs Acetil-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2H2O → 2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + GTP + 2H+ + CoA-SH

FIGURE 16-19 Dilution of a solution containing a noncovalent protein complex—such as one consisting of three enzymes—favors dissociation of the complex into its constituents.

Regolazione del complesso della PDH ATP

Regolazione del complesso della PDH

Regolazione del complesso della PDH

Regolazione del complesso della PDH

Piruvato carbossilasi Piruvato + CO2 + ATP + H2O → OSSALACETATO + ADP + Pi + 2H+ Reazione anaplerotica stimolata da acetilCoA

FIGURE 16-18 Regulation of metabolite flow from the PDH complex through the citric acid cycle in mammals. The PDH complex is allosterically inhibited when [ATP]/[ADP], [NADH]/[NAD+], and [acetyl-CoA]/[CoA] ratios are high, indicating an energy-sufficient metabolic state. When these ratios decrease, allosteric activation of pyruvate oxidation results. The rate of flow through the citric acid cycle can be limited by the availability of the citrate synthase substrates, oxaloacetate and acetyl-CoA, or of NAD+, which is depleted by its conversion to NADH, slowing the three NAD-dependent oxidation steps. Feedback inhibition by succinyl-CoA, citrate, and ATP also slows the cycle by inhibiting early steps. In muscle tissue, Ca2+ signals contraction and, as shown here, stimulates energy-yielding metabolism to replace the ATP consumed by contraction.