3 - Le cycle de Krebs

Question 1

Réaction 1

Formation citrate par citrate synthase

Answer 1

acétyl-CoA (2C) + OAA (4C) –> Citrate (6C)

enzyme: citrate synthase (besoin H2O et CoA-SH sort)

Mécanisme:
- Condensation de Claisen (thioester+cétone)
- OAA se lie en 1er à enzyme –> changement de conformation + création de site actif pour Acétyl-CoA

ΔG’0 très négatif

Question 2

Reaction 2

Formation de isocitrate par aconitase

Answer 2

Citrate –> Isocitrate
enzyme: aconitase (H2O sort et ensuite entre)

Mécanisme:
- isoméritation avec déplacement du Oh du Cbeta au Calpha grace au intermédiaire cis-aconitate –> transformation réversible
- A l’eq: < 10% d’isocitrate mais consommation rapide ce qui pousse réaction –>
- thermodynamiquement défavorable mais enchainement de réactions favorables tire le cycle en avant

ΔG’0 positif

Question 3

Réaction 3

Oxydation de isocitrate par isocitrate dehydrogenase

Answer 3

isocitrate (6C) –> alpha-KG (5C)
enzyme: isocitrate dehydrogenase (NAD(P)+ –> NAD(P)H + H+ et CO2 sort)

Mécanisme:
- décarboxylation oxydative via intermédiaire instable
- fct OH de Calpha vers NAD(P)+ (2e-)
- fct carboxylique COO- de Cbeta éliminé en CO2
- alpha-KG avec fct cétone en Ca. perte de OH +H pour donner double liaison C-O

ΔG’0 negatif

Question 4

Réaction 4

oxydation de alpha-KG par alpha-KG dehydrogenase cmplx

Answer 4

alpha-KG (5C) –> succinyl-CoA (4C)
enzyme: alpha-KG dehydrogenase cmplx (NAD+ –> NADH; CoA-SH entre et CO2 sort)

Mécanisme:
- décarboxylation oxydative –> fct COO- éliminé en CO2
- énergie d’oxydation conservé dans liaison thioester formé avec CoA-SH
- cmplx multienzymatique: produit d’une enzyme transféré à l’autre avec minimale d’énergie –> substrate channeling
- irréversible –> ΔG’0 negatif

Question 5

Réaction 5

Conversion du succinyl-CoA en succinate par succinyl-CoA synthétase

Answer 5

succinyl-CoA (4C) –> succinate (4C)

enzyme: succinyl-CoA synthétase (réaction inverse avec formation de succinyl-CoA et besoin de GTP), besoin de GDP+Pi –> GTP; sortie de CoA-SH

Mécansime:
- énergie lors de hydrolysation de liaison thioester est conservé dans formation de liaison phosphoryl de GTP –> seule réaction de Krebs capable –> phosphorylation au niveau du substrat
- GTP peut devenir ATP avec enzyme nucléotide diphosphokinase

réaction réversible –> ΔG’0 peu negatif

Question 6

Réaction 6

Oxydation du succinate par succinate dehydrogenase

Answer 6

succinate (4C) –> fumarate (4C)

enzyme: succinate dehydrogenase (FAD –> FADH2); malonate(3C) bloque l’enzyme et cycle

Mécanisme:
- oxydation du succinate en 3 réaction consecutives (reaction 6 –>8): 1ere oxydation avec formation C=C
- Malonate :inhibiteur compétitif
- enzyme dans mb int de mito, aussi dans phosphorylations oxydatives
- réaction réversible ΔG’0 = 0

Question 7

Réaction 7

hydratation du fumarate par fumarase = fumarate dehydrogenase

Answer 7

Fumarate (4C) (trans) –> L-Malate (4C) (OH lenks)

enzyme: fumarase (entré de OH- et H+)

Mécanisme:
- ajout successif de OH- et H+ sur liaison C=C
- 2eme etape dans oxydation du succinate: hydratation
- hydratation avec formation d’alcool
- réaction réversible –> ΔG’0 peu negatif

Question 8

Réaction 8

oxydation de L-malate par L-malate dehydrogenase

Answer 8

L-malate –> OAA

enzyme: L-malate dehydrogenase (NAD+ –> HADH+H+)

Mécanisme:
- 3eme réaction dans oxydation du succinate: oxydation de fct OH de L-malate en fct cétone C=O
-ΔG’0 >0 mais réaction avance car OAA rapidement consomé par citrate synthase
- enzyme importante pour la régulation du cycle: blocage de la réaction si bcp ATP et NADH

Question 9

Précurseur pyruvate en acétyl-CoA

Formation acétyl-CoA par cmplx pyruvate dehydrogenase/decarboxylase

Answer 9

Pyruvate (3C) –> Acétyl-CoA (3C)

enzyme: pyruvate dehydrogenase cmplx (NAD+ –> NADH + H+; SH-CoA entre et CO2 sort; TPP,Lipoate, FAD)

Mécanisme:
- décarboxylation oxydative par cmplx multi-enzymatique (E1 E2 E3) similaire à alpha-KG dehydrogenase
- réaction irréversible ΔG’0 &laquo_space;0