Biokemi 11

Question 1

I hvilke celler kan citratcyklus foregå i?

Answer 1

Kan kun foregå i celler med mitokondrier.

Question 2

Alternative navne for citratcyklus

Answer 2

TCA-cyklus eller krebscyklus.

Question 3

Hvilket molekyle er normalt indgangsmolekylet i citratcyklus?

Answer 3

Acetyl-CoA.

Question 4

Kan acetyl-CoA transporteres ind i mitokondriet?

Answer 4

Nej, derfor kan citratcyklus kun bruge det acetyl-CoA, der dannes i mitokondriet.

Acetyl-CoA i cytosol bruges til syntese af fedtsyrer og kolesterol.

Question 5

Hvad sker der med CO2 delen af acetyl i Acetyl-CoA i citratcyklus?

Answer 5

Alt CO2 i acetyl delen af acetyl-CoA vil blive fraspaltet, hvilket vil skabe energi i form af høstede elektroner, båret i NADH+H+ og FADH2. Samtidigt bliver der ved substratniveau fosforylering dannet ATP eller GTP.

Elektronerne bruges til oxidativ fosforylering.

Question 6

Omdannelse af pyruvat til Acetyl-CoA.

Answer 6

Reaktionen katalyseres af pyruvatdehydrogenase, kaldt PDH eller PDC.

I reaktionen bliver pyruvat irreversibelt decarboyxleret og oxideret, og bundet til CoA med en energirig thioesterbinding.

Samtidigt overføres elektroner til NAD+, så der dannes NADH+H+, der kan indgå i oxidativ fosforylering.

Fraspaltet CO2 forsvinder med udåndingsluften.

En effektiv omdannelse af pyruvat til Acetyl-CoA kræver tilstedeværelse af en række vitaminer.

Question 7

Hvad omdannes i Citratcyklus per acetylgruppe?

Answer 7

3NADH+H+, 1FADH2 og 1 GTP eller ATP.

Question 8

Hvad frigives i citratcyklus?

Answer 8

2 CO2.

Question 9

Citratcyklus trin 1: Citratsyntase-reaktionen

Answer 9

Citrat dannes ud fra oxaloacetat og acetyldelen af acetyl-CoA:

Oxaloacetat+Acetyl-CoA –> Citryl-CoA. Denne reaktion er reversibel.

Citryl-CoA hydrolyseres til Citrat ved fraspaltning af CoA-SH. Denne reaktion er irreversibel.

Enzymet der katalyserer hele reaktionen er citratsyntasen.

Question 10

Citratcyklus trin 2: Aconitase-reaktionen

Answer 10

Citrat omdannes ved isomerisering til isocitrat. Dette er fordi citrat har en tertiær alkohol, der ikke kan oxideres, så den skal omdannes til en sekundær alkohol. Isomeriseringen foregår ved at fjerne H2O, og så at sætte det på et andet sted.

Reaktionen er reversibel og katalyseres af “aconitasen”. Aconitasen kræver jern for at fungere.

Question 11

Citratcyklus trin 3: Isocitratdehydrogenase-reaktionen.

Answer 11

I reaktionen omdannes isocitrat til alpha-ketoglutarat ved oxidativ decarboxylering under samtidig reduktion af NAD+ til NADH+H+. Dette er den første oxidationsreaktion i citratcyklus.

Reaktionen katalyseres af isocitratdehydrogenasen.

Reaktionen foregår i to trin:
1. Isocitrat –> Oxalosuccinat (ved omdannelse af NAD –> NADH+H+.

2. Oxalosuccinat –> alpha-ketoglutarat (ved spontan fraspaltning af CO2).

Processen er irreversibel.

Question 12

Citratcyklus trin 4: A-ketoglutaratdehydrogenase-reaktionen

Answer 12

Alpha-ketoglutarat bliver oxidativt decarboxyleret og bundet med en energirig thioesterbinding til CoA, så der dannes succinyl-CoA.

Alpha-ketoglutarat –> Succinyl-CoA, ved tilsættelse af CoA-SH, fraspaltning af CO2 og dannelse af NADH+H+.

Reaktionen er irreversibel, og kræver tilstedeværelse af vitaminer.

Question 13

Citratcyklus trin 5: Succinyl-CoA-syntetase-reaktionen

Answer 13

1. Først sker en fraspaltning af thioesterbindingen i succinyl-CoA, hvorved CoA-SH frigives. Energien bruges til substratniveaufosforylering.

Reaktionen katalyseres af succinyl-CoA-syntetase.
I lever og nyrer danner den GTP, i øvrigt væv ATP.

I reaktionen vil fraspaltning af CoA-SH på sætte en ortofosfat på Succinyl, som nu er succinylfosfat, og denne fosfat gruppe vil derefter spaltes til GDP eller ADP.

Reaktionen er reversibel.

Question 14

Citratcyklus trin 6: Succinatdehydrogenase-reaktionen

Answer 14

Succinat oxideres til fumarat, under samtidig reduktion af FAD til FADH2. Dette er den tredje oxidationsreaktion i citratcyklus.

Reaktionen katalyseres af succinatdehydrogenase.

Der fjernes 2 H+’er fra succinat, og indføres en dobbelt binding.

Question 15

Citratcyklus trin 7: Fumarase reaktionen

Answer 15

Fumarat hydratiseres til malat.

Dette sker for at danne en forbindelse der kan oxideres.

Der tilføjes vand, så der dannes en OH gruppe, som kan oxideres.

Enzymet i reaktionen er fumarase, og reaktionen er reversibel.

Question 16

Citratcyklus trin 8: Malatdehydrogenase-reaktionen.

Answer 16

Malat oxideres til oxaloacetat, under reaktion af NAD+ til NADH+H+. Dette er den fjerde og sidste oxidationsreaktion.

Oxaloacetat er nu genskabt, og kan nu danne en ny Acetyl-CoA.

Reaktionen er reversibel.

Question 17

Regulering af pyruvatdehydrogenase

Answer 17

Står for pyruvat til Acetyl-CoA.

Hæmmes af;
ATP, NADH+H+ og acetyl-CoA.

Aktiveres af:
NAD+, AMP, CoA og pyruvat.

Kovalent ved fosforylering/defosforylering. Inaktiv ved fosforylering, aktiv når den er defosforyleret.

Hæmning af reaktionsprodukterne (NADH og acetyl-CoA).

Question 18

Kovalent modifikation af PDH

Answer 18

PDH-kinase fosforylerer, og aktiveres allosterisk af ATP, NADH og acetyl-CoA.
Hæmmes allosterisk af pyruvat og ADP.

PDH-fosfatase defosforylerer. PDH-fosfase aktiveres af insulin og Ca2+.

Question 19

Citratcyklus regulering

Answer 19

Primært 3 steder:

1. Citratsyntase
2. Isocitratdehydrogenase
3. Alpha-ketoglutaratdehydrogenase.

Alle 3 katalyserer irreversible reaktioner, og hæmmes ved energirige forhold i mitokondriet.

Citratcyklus er afhængig af tilstedeværelse af NAD og FAD.

Malat –> oxaloacetat er reguleret af NAD/NADH ratio.

Question 20

Regulering af citratsyntase

Answer 20

Reguleres af substrattilgængeligheden. Reaktionen kan kun forløbe ved overskud af oxaloacetat.

Citrat er en kompetetiv hæmmer.

Question 21

Regulering af isocitratdehydrogenase.

Answer 21

Hæmmes af ATP og NADH (energioverskud)

Aktiveres allosterisk af ADP og NAD (Energiunderskud).

Aktiveres af Ca2+.

Ved hæmning vil der ophobes citrat og isocitrat. Ophobet citrat ryger ud i cytosol og bruges til fedtsyresyntese.

Citrat hæmmer PFK-1.

Question 22

Regulering af Alpha-ketoglutarat-dehydrogenase.

Answer 22

Alpha-ketoglutarat-dehydrogenase hæmmes af sine produkter, succinyl-CoA og NADH.

Hæmmes af ATP og GTP.

Aktiveres af Ca2+ og ADP.

Reguleres ikke ved kovalent modifikation.

Question 23

Vigtige intermediærer i citrat-cyklus

Answer 23

Nedbrydning af aminosryer.

Nedbrydninger af fedtsyrer med et ulige antal carbon atomer (til succinyl-CoA).

Carboxylering af pyruvat til oxaloacetat ved hjælp af pyruvat carboxylasen.

Question 24

Omdannelse af pyruvat til Oxaloacetat.

Answer 24

Katalyseres af PC, og foregår i mitokondriets matrix.

CO2 grupper fanges og indbygges i pyruvat ved hydrolyse af ATP.

Reaktionen er irreversibel

Question 25

Regulering af pyruvatcarboxylasen.

Answer 25

PC fungerer kun ved tilstedeværelse af Acetyl-CoA, så virker kun ved overskud af det.

Acetyl-CoA ophobes under to forhold:
1. Hepatocytter under faste, ved forbrænding af fedtsyrer, og hvor oxaloacetat bruges til glukoneogenese.

2. I arbejdende muskler, hvor energiomsætningen øges. Oxaloacetat bruges her i citratcyklus til dannelse af ATP.

Question 26

Anaplerotiske reaktioner

Answer 26

Pyruvat til oxaloacetat
Nedbrydning af aminosyrer.
Nedbrydning af fedtsyrer med et ulige antal carbon atomer til succinat.