Hoofdstuk 4: de citroenzuurcyclus
4.1 Inleiding
• Centrale pathway voor oxidatie van metabolische
brandstoffen:
– Aminozuren
– Vetzuren
– Koolhydraten (glycolyse → pyruvaat)
• Eerst oxidatie tot acetyl-CoA
– Pyruvaat word gesplitst in CO2 en een acetyl groep
• Verdere oxidatie van acetyl-CoA:
– Vrijstellen CO2 (uitademen)
➢ Pyruvaat heeft 3C en acetyl coA maar 2 →
gaat vrijstellen onder CO2
– Met elektronen wordt NADH en FADH2 gevormd
(worden doorgegeven naar O2 → zie volgend
hoofdstuk)
• Pathway bestaat uit 8 reacties
• Genoemd naar product van 1e reactie: citraat of citroenzuur
– Citraat heeft 6C en je geeft 2 keer CO2 af dus je eindigt met 4C (oxaloacetaat)
• Hier word brandstof opgebruikt tot CO2 maar intermediairen worden opnieuw gebruikt bij
iedere cyclus
• Ontstaan wanneer hoeveelheid aan atmosferische zuurstof sterk is beginnen stijgen
4.2 Overzicht van de citroenzuurcyclus
Volledige cyclus resulteert in 2CO2, 3NADH, 1 FAHD2
en 1 hoog-energie’ verbinding
Pyruvaat → acetyl coA reactie word niet gezien als
onderdeel van citroenzuurcyclus
Krebs was de eerste die aantoonde dat het metabolisme van
deze verbindingen een link had met de oxidatie van
metabolische brandstoffen
,Algemene kenmerken
1. - citroenzuurcyclus = Krebs cyclus = tricarboxylzuur cyclus (TCA)
- oxidatie van acetyl groepen
- centrale pathway in het metabolisme
2.
3. - regeneratie oxaloacetaat (OAA) in laatste stap en gebruik in eerste stap
- OAA is katalysator van continue oxidatie van acetyl groepen
4 - gaat door in mitochondrium
- transport substraten/producten van/naar cytosol
5. C-atomen in CO2 en acetyl groep zijn niet dezelfde in één cyclus
➢ Koolstofatomen die verbanden en die eruit gaan als CO2 komen van de vorige cycli
6. Intermediairen zijn precursoren voor biosynthese van andere verbindingen (vb.
oxaloacetaat in gluconeogenese)
7. Vrije energie bij oxidatie van acetyl groep:
• 4 paar elektronen (3 NADH + 1 FADH2), dus 8 in totaal
• GTP (of ATP)
➢ GTP + ADP GDP + ATP
➢ Eveniwhcts reactie, je wisselt fosfaat uit
4.3 De synthese van acetyl-co-enzym A
Synthese acetyl-CoA
• Thioester acetyl-CoA = substraat van citroenzuurcyclus
• Eindproduct van verschillende katabole pathways
• Vb. koolhydraten → pyruvaat (glycolyse):
– Je gaat nooit tegelijkertijd een fermentatie hebben of pyruvaat dehydrogenase
– Anaeroob: pyruvaat → lactaat of ethanol/CO2 (fermentatie)
– Aeroob: verdere oxidatie
pyruvaat in citroenzuurcyclus
• Import in mitochondrium via transporteiwit (pyruvaat-H+ symporter)
• Oxidatie tot acetyl-CoA door pyruvaat dehydrogenase
, • Vb. Afbraak vetten: glycerol + vetzuren. Vetzuren → Acetyl CoA via vetzuur-oxidatie.
• Vb. Afbraak aminozuren rechtstreeks tot acetyl-CoA (Ile, Leu, Lys), of via pyruvaat (Ala, Cys,
Gly, Ser, Thr, Trp).
Pyruvaat dehydrogenase
• = Multi-enzymcomplex:
– Associatie van verschillende enzymen
– Katalyseren 2 of meer opeenvolgende stappen uit pathway
• Voordelen:
– Afstand die substraat moet afleggen naar de verschillende enzymen (door diffusie) is
kleiner → grotere reactiesnelheid
– Intermediairen worden binnen complex doorgegeven, geen ongewenste bijreacties
met componenten uit solvent
– Gecoördineerde controle van enzymactiviteit → zitten allemaal samen in complex,
dus je kan ze ook allemaal samen reguleren
• Pyruvaat dehydrogenase complex (E. coli):
– Gaat acetyl-CoA vormen uit pyruvaat
– 24 x pyruvaat dehydrogenase = E1 (in kern, in kubus)
– 24 x dihydrolipoyl transacetylase = E2
– 12 x dihydrolipoyl dehydrogenase = E3
– Kinase en fosfatase (regulatie)
1 transfer enzym ( E2) en 2 oxidatieve enzymen (E1? E3)
E2 C-terminus is lang en flexibel met verschillende domeinen.
Deze dienen om E1 en E3 te verankeren en om substraat te
verplaatsen tussen E1/2/3 actieve sites.
Op die keten zitten er kleine domeintjes, om zowel die E1 en E3 te
verankeren, ofwel stukjes substraat te dragen (roze stipjes)
Per arm heb je er 3 met een roze stipje en er is altijd wel 1tje
beschikbaar om substraat op te pikken
4.1 Inleiding
• Centrale pathway voor oxidatie van metabolische
brandstoffen:
– Aminozuren
– Vetzuren
– Koolhydraten (glycolyse → pyruvaat)
• Eerst oxidatie tot acetyl-CoA
– Pyruvaat word gesplitst in CO2 en een acetyl groep
• Verdere oxidatie van acetyl-CoA:
– Vrijstellen CO2 (uitademen)
➢ Pyruvaat heeft 3C en acetyl coA maar 2 →
gaat vrijstellen onder CO2
– Met elektronen wordt NADH en FADH2 gevormd
(worden doorgegeven naar O2 → zie volgend
hoofdstuk)
• Pathway bestaat uit 8 reacties
• Genoemd naar product van 1e reactie: citraat of citroenzuur
– Citraat heeft 6C en je geeft 2 keer CO2 af dus je eindigt met 4C (oxaloacetaat)
• Hier word brandstof opgebruikt tot CO2 maar intermediairen worden opnieuw gebruikt bij
iedere cyclus
• Ontstaan wanneer hoeveelheid aan atmosferische zuurstof sterk is beginnen stijgen
4.2 Overzicht van de citroenzuurcyclus
Volledige cyclus resulteert in 2CO2, 3NADH, 1 FAHD2
en 1 hoog-energie’ verbinding
Pyruvaat → acetyl coA reactie word niet gezien als
onderdeel van citroenzuurcyclus
Krebs was de eerste die aantoonde dat het metabolisme van
deze verbindingen een link had met de oxidatie van
metabolische brandstoffen
,Algemene kenmerken
1. - citroenzuurcyclus = Krebs cyclus = tricarboxylzuur cyclus (TCA)
- oxidatie van acetyl groepen
- centrale pathway in het metabolisme
2.
3. - regeneratie oxaloacetaat (OAA) in laatste stap en gebruik in eerste stap
- OAA is katalysator van continue oxidatie van acetyl groepen
4 - gaat door in mitochondrium
- transport substraten/producten van/naar cytosol
5. C-atomen in CO2 en acetyl groep zijn niet dezelfde in één cyclus
➢ Koolstofatomen die verbanden en die eruit gaan als CO2 komen van de vorige cycli
6. Intermediairen zijn precursoren voor biosynthese van andere verbindingen (vb.
oxaloacetaat in gluconeogenese)
7. Vrije energie bij oxidatie van acetyl groep:
• 4 paar elektronen (3 NADH + 1 FADH2), dus 8 in totaal
• GTP (of ATP)
➢ GTP + ADP GDP + ATP
➢ Eveniwhcts reactie, je wisselt fosfaat uit
4.3 De synthese van acetyl-co-enzym A
Synthese acetyl-CoA
• Thioester acetyl-CoA = substraat van citroenzuurcyclus
• Eindproduct van verschillende katabole pathways
• Vb. koolhydraten → pyruvaat (glycolyse):
– Je gaat nooit tegelijkertijd een fermentatie hebben of pyruvaat dehydrogenase
– Anaeroob: pyruvaat → lactaat of ethanol/CO2 (fermentatie)
– Aeroob: verdere oxidatie
pyruvaat in citroenzuurcyclus
• Import in mitochondrium via transporteiwit (pyruvaat-H+ symporter)
• Oxidatie tot acetyl-CoA door pyruvaat dehydrogenase
, • Vb. Afbraak vetten: glycerol + vetzuren. Vetzuren → Acetyl CoA via vetzuur-oxidatie.
• Vb. Afbraak aminozuren rechtstreeks tot acetyl-CoA (Ile, Leu, Lys), of via pyruvaat (Ala, Cys,
Gly, Ser, Thr, Trp).
Pyruvaat dehydrogenase
• = Multi-enzymcomplex:
– Associatie van verschillende enzymen
– Katalyseren 2 of meer opeenvolgende stappen uit pathway
• Voordelen:
– Afstand die substraat moet afleggen naar de verschillende enzymen (door diffusie) is
kleiner → grotere reactiesnelheid
– Intermediairen worden binnen complex doorgegeven, geen ongewenste bijreacties
met componenten uit solvent
– Gecoördineerde controle van enzymactiviteit → zitten allemaal samen in complex,
dus je kan ze ook allemaal samen reguleren
• Pyruvaat dehydrogenase complex (E. coli):
– Gaat acetyl-CoA vormen uit pyruvaat
– 24 x pyruvaat dehydrogenase = E1 (in kern, in kubus)
– 24 x dihydrolipoyl transacetylase = E2
– 12 x dihydrolipoyl dehydrogenase = E3
– Kinase en fosfatase (regulatie)
1 transfer enzym ( E2) en 2 oxidatieve enzymen (E1? E3)
E2 C-terminus is lang en flexibel met verschillende domeinen.
Deze dienen om E1 en E3 te verankeren en om substraat te
verplaatsen tussen E1/2/3 actieve sites.
Op die keten zitten er kleine domeintjes, om zowel die E1 en E3 te
verankeren, ofwel stukjes substraat te dragen (roze stipjes)
Per arm heb je er 3 met een roze stipje en er is altijd wel 1tje
beschikbaar om substraat op te pikken
