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Synthèse de cycle de Krebs

Le cycle de Krebs est baptisé du nom de son découvreur, Hans Krebs. On le connaît également comme cycle d'acide citrique ou cycle d'acide tricarboxylique. C'est une suite de réactions chimiques exigées pour la respiration cellulaire ; il concerne des redox, la déshydratation, l'hydratation, et des réactions de décarboxylation qui produisent ATP (adénosine triphosphate), un transporteur d'énergie de coenzyme pour des cellules.  Le produit de déchets, sous forme de dioxyde de carbone, est également fabriqué ainsi que d'autres ensembles de réactifs employés pour régénérer la réaction originelle.

Glycolyse, oxydation de pyruvate et le cycle de Krebs

La glycolyse, le procédé de diviser une molécule de glucose de six-carbone dans deux molécules de pyruvate de trois-carbone, est liée au cycle de Krebs. Pour chaque molécule de glucose respirée, les réactions de cycle se produisent deux fois pendant que deux molécules d'acide pyruvique sont formées. La glycolyse est une réaction anaérobie qui se produit dans le cytoplasme de la cellule. Le reste des réactions dans la respiration cellulaire sont aérobie, pour cette raison exigeant l'oxygène, et se produisent dans les mitochondries de la cellule. Les molécules d'acide pyruvique de trois-carbone sont converties en molécule de deux-carbone fixée au coenzyme A, CoA appelé d'acétyle, par l'intermédiaire du procédé de l'oxydation de pyruvate. C'est le produit, le CoA d'acétyle, qui écrit le cycle de Krebs.

Plan chimique de cycle de Krebs - cycle (citrique) d
Plan chimique de cycle de Krebs - cycle (citrique) d'acide tricarboxylique, 2d illustration. Crédit d'image : Chromatos/Shutterstock

Opérations dans le cycle de Krebs

Le cycle de Krebs est un ensemble en boucle bloquée de réactions dans huit opérations :

  1. Le CoA d'acétyle de deux-carbone est combiné avec de l'acide oxaloacétique de quatre-carbone et hydrolysé pour produire un acide citrique ou un citrate appelé de composé de six-carbone.
  2. Le citrate est alors converti en isocitrate, un isomère de six-carbone de citrate en déshydratant et puis en hydratant la molécule pour remanier sa structure.
  3. Isocitrate est oxydé et la décarboxylation se produit avec une molécule de dioxyde de carbone relâchée. Le coenzyme NAD+ est réduit pour former un autre dinucléotide, nadh. Avec le démontage de la molécule de carbone, le α-cétoglutarate de molécule de cinq-carbone est produit.
  4. La molécule de α-cétoglutarate est oxydée, NAD+ est réduit pour former le nadh et une autre molécule de carbone est relâchée. La molécule de quatre-carbone produite combine avec le coenzyme A, formant le composé instable de CoA de succinyl.
  5. Un groupe de phosphate remonte le coenzyme A dans le CoA de succinyl, qui est alors transféré à ADP (adénosine^diphosphate) pour former l'ATP. Le transfert des groupes de phosphate se produit entre le PIB (diphosphate de guanosine) pour former GTP (guanosine triphosphate) en quelques cellules. La molécule de quatre-carbone qui reste est succinate appelé.

Les opérations restantes de l'acide oxaloacétique de régénéré de cycle de Krebs du succinate :

  1. Le succinate est oxydé pour former le fumerate appelé de molécule de quatre-carbone. La MANIE de transporteur d'électron (dinucléotide d'adénine de flavin), est réduite à FADH2 par le transfert de deux atomes d'hydrogène.
  2. Fumerate est converti en malate appelé de molécule de quatre-carbone par l'ajout d'une molécule d'eau.
  3. L'acide oxaloacétique de réactif originel est régénéré par l'oxydation du malate. Le coenzyme NAD (dinucléotide de l'adénine nicotinamide) est réduit au nadh par le transfert d'un atome d'hydrogène.

Produits et fonctionnements du cycle de Krebs

Pour un cycle, deux molécules de carbone, trois molécules de nadh, une molécule de FADH2 et une molécule d'ATP ou de GTP sont produites. Chaque molécule de glucose produit deux molécules de CoA d'acétyle, assez pour deux cycles. Ces produits peuvent être multipliés par deux pour produire le rendement de selon-glucose. Bien que seulement un ATP (ou GTP) soit produit directement selon le cycle, les produits nadh et FADH2, peut produire l'ATP (ou le GTP) dans un autre procédé de phosphorylation oxydante appelée de respiration cellulaire.

Le fonctionnement principal du cycle de Krebs est de produire l'énergie, enregistrée et transportée comme ATP ou GTP. Le cycle est également central à d'autres réactions biosynthétiques où les clichés intermédiaires produits sont exigés pour effectuer d'autres molécules, telles que des acides aminés, des bases de nucléotide et le cholestérol. Le cycle de Krebs est trouvé en toutes les cellules qui emploient l'oxygène. Combiné avec le procédé de la phosphorylation oxydante, le cycle de Krebs produit la majorité d'énergie employée par les cellules aérobies avec de l'énergie de pourcentage donnée pour des êtres humains étant plus grands que 95%.

Terminologie

  • Redox : Le nom combiné des procédés élogieux d'oxydation et de réduction. L'oxydation est le gain de l'oxygène. La réduction est la perte de l'oxygène.
  • Hydratation : L'ajout d'une molécule d'eau.
  • Déshydratation : La soustraction d'une molécule d'eau.
  • Décarboxylation : Le démontage d'un groupe carboxylique et le desserrage d'une molécule de dioxyde de carbone.
  • Isomère : Deux composés avec la même formule mais un agencement structurel différent des atomes.

Sources :

  1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Biochemistry. 5ème édition. New York : W H Freeman ; 2002. Chapitre 17, le cycle d'acide citrique. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21163/
  2. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Biochemistry. 5ème édition. New York : W H Freeman ; 2002. La partie 17,1, le cycle d'acide citrique oxyde des éléments de Deux-Carbone. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22427/
  3. Molécule de banque de données de protéine de RSCB du mois : Cycle d'acide citrique. http://pdb101.rcsb.org/motm/154
  4. www.khanacademy.org/.../the-citric-acid-cycle

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Last Updated: Feb 26, 2019

Shelley Farrar Stoakes

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Shelley Farrar Stoakes

Shelley has a Master's degree in Human Evolution from the University of Liverpool and is currently working on her Ph.D, researching comparative primate and human skeletal anatomy. She is passionate about science communication with a particular focus on reporting the latest science news and discoveries to a broad audience. Outside of her research and science writing, Shelley enjoys reading, discovering new bands in her home city and going on long dog walks.

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