Ciklus limunske kiseline

Question 1

Zašto CLK nazivamo metaboličkom sabirnicom?

Answer 1

Ciklus limunske kiseline nije “odvojen” od ostalih procesa. Štoviše, međuprodukti CLK su prekursori ili produkti drugih metaboličkih procesa (razgradnja aminokiselina, masnih kiselina; glikoliza; oksidativna fosforilacija i sl.). Na taj način CLK objedinjuje i omogućava stalni protok svojih međuprodukata, mnogi putovi završavaju u CLK i mnogi putovi izviru iz CLK.

Question 2

Koja je uloga koenzima A?

Answer 2

Koenzim A je prenositelj aktiviranih acilnih skupina u metabolizmu.

Question 3

Koje kofaktore koristi kompleks piruvat-dehidrogenaze? Koji kompleks ciklusa limunske kiseline mu je sličan?

Answer 3

Kompleks piruvat-dehidrogenaze koristi: koenzim A, NAD+, TPP, lipoat, FAD. Sličan je kompleksu alfa-ketoglutarat dehidrogenaze (koji prevodi alfa-ketoglutarat u sukcinil-CoA)

Question 4

Opiši djelovanje kompleksa piruvat-dehidrogenaze.

Answer 4

Prvo piruvat-dehidrogenazna komponenta (E1) vrši oksidativnu dekarboksilaciju piruvata uz pomoć TPP-a kao prostetičke skupine te prenosi hidroksietilnu skupinu na lipoamidnu skupinu (vezanu na lipoil-lizilnu ruku) i oksidira hidroksietilnu skupinu u acetilnu skupinu . Zatim, dihidrolipoil transacetilaza prenosi acetilnu skupinu na koenzim A transtioesterifikacijom. Naposljetku dihidrolipoil-dehidrogenaza regenerira dihidrolipoamid u lipoamid.

Question 5

Koje su prednosti multienzimskih kompleksa u odnosu na nevezane enzime?

Answer 5

Multienzimski kompleksi:

1. ubrzavaju reakciju pa je ona katalitički efikasnija
2. usmjeravaju supstrat, nema odvajanja supstrata do kraja reakcije
3. omogućuju usklađenu katalizu i regulaciju

Question 6

Kako citrat-sintaza osigurava hidrolizu tioesterske veze u citroil-CoA, umjesto kod acetil-CoA?

Answer 6

Navedeno je omogućeno uređenim vezanjem supstrata. Prvo se veže oksaloacetat nakon čega slijedi konformacijska promjena (mehanizam induciranog prostajanja), a tek onda acetil-CoA. Slijedi kiselo-bazna kataliza preko enolnog međuprodukta pa hidroliza citroil-CoA.

Question 7

Kakva je molekula citrat?

Answer 7

Citrat je prokiralna molekula, a to znači da je simetrična molekula koja se ponaša asimetrično u asimetričnoj sredini (kao što je aktivno mjesto enzima).

Question 8

Što posjeduje akonitaza u svom aktivnom mjestu?

Answer 8

Posjeduje Fe-S kluster koji služi za vezanje supstrata i aktivaciju molekule vode.

Question 9

Koju reakciju katalizira sukcinil-CoA sintetaza?

Answer 9

Katalizira pretvorbu sukcinil-CoA u sukcinat pri čemu dolazi do sinteze GTP-a (iz GDP-a i Pi, fosforilacija na razini suptrata).

Question 10

Po čemu se sukcinat-dehidrogenaza razlikuje od ostalih enzima CLK?

Answer 10

Sukcinat-dehidrogenaza je membranski protein, kao prostetičku skupinu koristi FAD koji je kovalentno vezan na enzim. Elektrone predaje diretktno u respiratorni lanac koenzimu Q.

Question 11

U CLK koliko nastaje:

a) NADH
b) GTP
c) FADH2

Answer 11

a) 3
b) 1
c) 1

Question 12

Zašto su bitne anapleoritičke reakcije?

Answer 12

One nadoknađuju međuprodukte CLK iskorištene za neke druge reakcije (primjerice biosintezu).
Primjer: pretvorba piruvata u oksaloacetat vezanjem CO2 (uz utrošak ATP-a) katalizirana piruvat-karboksilazom.

Question 13

Što omogućuje glioksilatni ciklus i zašto je to važno?

Answer 13

Glioksilatni ciklus omogućuje pretvorbu acetil-CoA u sukcinat (što nadalje može ići do glukoze). Važnost: moguć je rast bakterija na acetatu kao jedinom izvoru ugljika, moguća je pretvorba masti u ugljikohidrate tijekom klijanja sjemenki biljkaka.

Question 14

Koji su enzimi specifični za glioksilatni ciklus?

Answer 14

Izocitrat-liaza i malat-sintaza

Question 15

Što inhibira citrat sintazu i izocitrat dehidrogenazu?

Answer 15

ATP i NADH.

Question 16

Koji su egzergoni koraci CLK?

Answer 16

Reakcije katalizirane izocitrat-dehidrogenazom (izocitrat->alfa-ketoglutarat) i kompleksom alfa-ketoglutarat dehidrogenaze (alfa-ketoglutarat->sukcinil-CoA).

Question 17

Na koje je sve načine reguliran CLK?

Answer 17

Reguliran je: dostupnosti supstrata, alosteričkom regulacijom. inhibicijom produktima, inhibicijom povratnom spregom, regulacijom kovalentnim modifikacijama (fosforilacijom).

Question 18

Navedi meduprodukte i enzime u CLK

Answer 18

Acetil-CoA + Oksaloacetat -> citrat (citrat sintaza)

Citrat -> izocitrat (akonitaza)

Izocitrat -> alfaketoglutarat (izocitrat dehidrogenaza)

alfaketoglutarat -> sukcinil CoA (alfaketoglutarat dehidrogenaza kompleks)

sukcinil-CoA -> sukcinat (sukcinil-CoA sintetaza)

sukcinat -> fumarat (sukcinat dehidrogenaza)

fumarat -> malat (fumaraza)

malat -> oksaloacetat (malat dehidrogenaza)