medical-notes/content/Biokemi/Metabolism/🍋 Citronsyracykeln/Citronsyracykeln.md

---
tags:
  - biokemi
  - citronsyracykeln
  - anteckningar
föreläsare: Ingela Parmryd
date: 2025-12-02
---
# Mitokondrier

- Yttre membran
- Mellanmembransytrumme (pH ~= 7.2)
- Inre membranet
	- ETK, oxidativ fosforylering
- Matrix
	- TCA, β-oxidation (katabolism av fettsyror)
	- pH ~= 8.6 (upp till och med)
- pga pH har vi en gradient som skapas av ETK och används av oxidativ fosforylering
- cristae
	- veckat membran kan vara så långt kan det vara lika långt som 1/3 av **cellens** membran
	
![[Pasted image 20251202082256.png]]
# Coenzym-A

Bärarare av acylgrupper. Har en restgrupp. 
Kommer från pantotenat (vitamin $B_5$)
Reaktiv sulfhydrylgrupp, HS-

![[Pasted image 20251202082551.png|200]]
I bilden ovan har den kopplat av en -tioesterbindning till acylgrupp.
När man använder Acetyl coenzym A transporteras två kol
Kinetiskt stabil, termodynamisk instabil
Tioester resonansstabiliseras så det är fördelaktigt att skicka iväg acylgruppen
- hade kunnat ske med en esterbindning, om det finns syre
ester=syre+?

# Pyruvat omvandlas till acetyl-CoA
Länkar glykolysen och TCA

Pyruvat transporteras till matrix.
Där stöter de på pyruvatdehydrognas (PDH)


glykolys är reversibel, man kan gå tillbaka från pyruvat till glykolysen. Men när man gått över till Acetyl-CoA går inte det, finns två öden:
- vidare oxidation i TCA
- fettsyresyntes

Spelar det någon roll vad vi äter?
- Vi kan **inte** bilda socker av fettsyror
- Vi kan bilda fettsyror av socker

Metastudier säger att spelar inte så stor roll vad vi äter, bara hur mycket. Kalorier in & ut.
Mättnadshormon utsöndras om vi äter fett/protein, de utsyndras inte när vi äter kalorier.


| Enzym              | In            | Ut                  | Rev? | Reaktion        | Energi                   |
| ------------------ | ------------- | ------------------- | ---- | --------------- | ------------------------ |
| pyruvatdehydrognas | CoA + Pyruvat | Acetyl-CoA + $CO_2$ | Nej  | dekarboxylering | $NAD^+$ → $NADH$ + $H^+$ |
|                    |               |                     |      |                 |                          |

# Pyruvatdehydrogenaskomplexet

Hittar vi i mitokondriens matrix
- det är hit pyruvat har tagit sig
Stort som en ribosom
- består av 3 enzymer många av kopior av vardera enzym

Kopplar man ihop reaktioner blir det effektivt
- Dekarboxyleringen är väldigt mycket energi Delta G, de andra behöver tillföra energi
Finns 3 st protetiska grupper
- reminder: icke-aminosyror som deltar i grupper
- FAD känner vi igen sen tidigare, bärare av elektroner
- Lipoamid - liponsyra till Lysin
	- flexibel "arm"
	- bildar en arm som flyttar runt produkterna mellan enzymerna i komplexet
- Tiaminpyrofosfat, kommer ifrån Vitamin $B_1$
	- 

Reaktioerna

| Steg | In                                     | Reaktion  | Plats |
| ---- | -------------------------------------- | --------- | ----- |
| 1    | Dekarboxylering vid                    |           | $E_1$ |
| 2    | Lipoamid flyttas från $E_1$ till $E_2$ |           |       |
| 3    | Acetylgrupp överförs till lipoamid     | oxidation |       |
| 4    | Bildning av  acetyl-CoA                |           | $E_2$ |
| 5    | Återgenering av lipoamid               | oxidation | $E_3$ |
| 6    | NADH bildas, återbildning av FAD       |           | $E_3$ |

![[Pasted image 20251202084148.png|500]]

----

# Acetyl-CoA kan bildas från fetter, kolhydrater och proteiner

Inte vanligt att man använder sig av proteiner, fetter och kolhydrater är vanligare, främst glukos

![[Pasted image 20251202084530.png|600]]

# Arsenikförgiftning

Arsenikjon $AsO_3^-$ 
Affinitet för sulfhydridgrupper
Det blockerar armen som ska flytta runt substrat i Pyruvatdehydrogenaskomplexet PDH
- klicksilver likaså
→ blockering av lipoamid
Motgift: sulfhydridreagent, t.ex. 2,3-dimerkaptoetanol

sulfhydridreagent används för att bryta svavelbryggor i proteiner vid elektrofores
togs ffram mot Lewisit

Äter man inte höljet på riset får man en sjukdom som eheter Beriberi-brist på vitamin $B_1$
Det är vanligt förekommande i alkolism, när man inte tar in mycket annat än alkohol och ger samma symptom.

Neurologiska symptom, liknelser mathatter i Alice i Underlandet och kvicksilverlösning


Berberi, arsenik och kicksilverförgiftning ger framför allt neruodegenerativa problem. Vad kan vara anledning till det?

- CNS kan bara använda sig av glukos BHB
- Funkar inte Pyruvatdehydrogenaskomplexet kommer man inte förbi glykolysen
- ATP produceras främst i ETK, 90%. 


# TCA

Alla enzymer
utom ett berättar precis vad de gör

acetyl-CoA (C2)
oxalacetat (C4)

citratsyntas

FRÅGA: Oxidation, Dekarboxylering

Energimässigt är ATP + GDP <→ ADP + GTP
Varför är det olika i viss litteratur?
- ATP: i hjärta och skelettmuskel
- GTP: lever
	- bakvänt för byggstenar till hemaglobin


| Steg | Enzym                         | In                           | Ut                   | Reaktion                   | Energi                               | Reglering                             |
| ---- | ----------------------------- | ---------------------------- | -------------------- | -------------------------- | ------------------------------------ | ------------------------------------- |
| 1    | Citratsyntas                  | Acetyl-CoA + oxalacetat (C4) | citrat (C6)          |                            |                                      |                                       |
| 2    | Alcorintas                    | citrat (C6)                  | isocitrat (C6)       | Isomerisering              |                                      |                                       |
| 3    | isocitrat-dehydrogenas        | isocitrat (C6)               | 𝛼-ketoglutamat (C5) | Dekarboxylering            | $NAD^+$ → $NADH$<br>Avger $CO_2$<br> | ⊖ ATP<br>⊕ ADP<br>⊖ NADH              |
| 4    | alfaketoglutamat-dehydrogenas | 𝛼-ketoglutamat (C5) + CoA   | succinyl-CoA (C4)    | Dekarboxylering            | $NAD^+$ → $NADH$<br>Avger $CO_2$<br> | ⊖ ATP<br>⊖ NADH<br>⊖ succinyl-<br>CoA |
| 5    | succinyl-CoA-syntetas         | succinyl-CoA (C4)            | succinat (C4)        | Substratnivå-fosforylering | ADP + Pi → ATP<br>Avger CoA          |                                       |
| 6    | succienat-<br>dehydrogenas    | succinat (C4)                | fumarat (C4)         | Oxidation                  | FAD → $FADH_2$                       |                                       |
| 7    | fumaras                       | fumarat (C4) + $H_2O$        | malat (C4)           | Hydratisering              |                                      |                                       |
| 8    | malathydrogenas               | malat (C4)                   | oxalacetat (C4)      | Oxideras                   | $NAD^+$ → $NADH$                     |                                       |

Steg 6 är mitokondriens inre membran, förknippat med ETK. 
- $FADH_2$ går direkt in i ETK

Totalt:

acetyl-CoA:
- 3NAD+ + FAD + ADP + Pi + 2H2O → 
- CoA + 2CO2 + 3NADH + FADH2 + ATP + 2H

---
Hur många ATP fås per Glykos i citronsyracykeln?

Vad sker den huvudsakliga regelering av TCA?
- Gas är väldigt irreversibelt, det brukar bestämma reglering

---

# Reglering-PDH

Energikvot
- ⊖ ATP ⊕ ADP
Feedback
- ⊖ acetyl-CoA ($E_2$) ⊖ NADH ($E_3$)

aktiv→inaktiv
- Då det är fosforylersas är det inaktivt, det regleras av PDH-kinas
- kinaset regleras av:
	- ⊖ pyruvat
	- ⊖ ATP investeras
	- ⊕ ADP avges
	- ⊕ NADH
	- ⊕ Acetyl-CoA
inaktiv→aktiv
- PDF-fostas stimuleras av
	- $[Ca^{2+}]$ t.ex när muskler börjar arbeta, behöver effektiv ATP-produktion
		- muskelkontraktion eller adrenalin
- $H_2O$ sätts in
- fosfatgruppen avges

FRÅGA: dubbel stimulering? kinas och energikvot?
FRÅGA: energikvot, feedback och konformationsändring

PDH Det är det mest reglerat av allt


----
# Enzymdefekter i citronsyracykeln påverkar nedbrytningen av HIF-1

## Hypoxid
- syrebrist
- stimulerar HIF-1 transkriptionsfaktor
	- står för hyoxid inducerad faktor
- GLUT1⬆️ & GLUT3 ⬆️
- glykolytiska enzymer ⬆️
- VEGF ⬆️
	- blodkärlsbildning
	- händer i tumören när det inte finns syre
- också vid intensiv träning

Normalt bryts HIF-1 ned
- hydroxileras
- igenkänningssignal för nedbrytning
- hydroxilas, prolilhydroxilas-2
- enzym→nedbrytning
- ⊕ 𝛼-ketoglutarat från TCA
- ⊕ Vitamin C
- ⊕ $O_2$
- ⊖ succinat
  ⊖ fumarat

Mutationer i enzymer (fumaras och/eller succienat-
dehydrogenas) → succinat ⬆️  och/eller fumarat ⬆️

----
# Summering

Yttre permibilablet
Inre mkt veckat
CoA när man behöver flytta acylgrupp, minsta är acetatgrupp
- när 2 kol flyttas får man Acetyl-CoA
- stabil, kräver enzymer, men fördelaktigt termodynamiskt
PDH
- 3 st enzymer
Arsenik liknar väldigt mkt fosfatgrupper
TCA
- viktigt reglering

---

På provet fokusera på föreståelse
Mentimeter 16:00

# Fosfofruktokinas 2 / fruktos-2,6-bisfosfatas

Enzym som gör eller tar bort fruktos-2,6-bisfosfat
- Bifunktionellt enzym 
	- två olika reaktioner på
	- två olika platser
- syntes & nedbrytning av fruktos 2,6-bisfosfat
- f-1,6-bfosfat är intermediär
- f-2,6-bfosfatas är enzym
- 

![[Pasted image 20251203142123.png|300]]
![[Pasted image 20251203142252.png]]
Vad reglerar Fosfofruktokinas 2?

| Enzym eller Hormon    | Stimulerar    |
| --------------------- | ------------- |
| Fosfosproteinfosfatas | Glykolysen    |
| Proteinkinas A (PKA)  | Glukoneogenes |
| Insulin ⊕             | Glykolysen    |
| Glykagon ⊕            | Glukoneogenes |

⊕⊖
fruktos-6-fosfat → fruktos 2,6-bisfosfat
ATP → ADP

---

# Glykolys under anaeroba förhållanden
- Laktat bildas i muskel typ IIb "snabba muskler", erytrocyter
	- där det är svårt att få dit syre
	- stora är i muskler, när behovet av ATP är högre än syre kan transporteras dit

1. Coreicykeln
	1. laktat
	2. blod-upptag i lever
	3. omvandling till pyruvat
	4. glukoneogenes
	5. glukos till blod
	6. upptag i musller
2. Upptag av laktat från blod av kardiomyocyter
	1. laktat kan gå tillbaka till pyruvat kan tas upp av andra celler än leverceller & omkringliggande muskelceller typ I "långsamma muskler"
	2. omvandling till pyruvat → acetyl-CoA → TCA


Vad är bra med andra celler kan ta upp den laktat som produceras i muskel typ II B?

Både laktat och upptag av laktat → minskar försurning
För att inte skada kroppen måste man hålla kroppen basiskt
Effekten blir att glykolysen kan fortgå längre

----

## Laktatdehydrogenas
Tetramer med två subenheter

| M                     | H                                                                      |
| --------------------- | ---------------------------------------------------------------------- |
| - M-muskel<br>- lever | H-hjärta                                                               |
| $M_4$ .... $H_4$      | H har lägst affinitet för pyruvat<br>M har högst affinitet för pyruvat |
pyruvat <→ laktat (enzym = LDH)

Det gör att i hjärtat går det åt vänster, inte så hög affinitet
I hjärtat alltid aerob metabolism

När vi börjar träna?
- Muskler börjar övergå åt H-form typ I
Hjärtat har låg affinitet för laktat, alltid i H-formen

---

# TAG

- Lagringsform för fettsyror, bundna till **glycerol**
- Glycerol kan omvandlas till en glykolysintermediär, kan också gå hela vägen till glukos
	- kan användas för glukoneogenes (ej fettsyror)
- ketogena eller glykogena
	- ketogen kan bilda aceton
	- glykogen kan bilda glykos
- glukos kan bildas från R-grupper
- Lysin och Leucin är inte glukogena

----

## Samspelet mellan proteinnedbrytning i muskler och glukoneogenes

Vid proteinnedbrytning i muskler överfförs aminogrupper till pyruvat → alanin
→ transporteras med blodet till levern
med blod till lever → pyruvat → glukoneogenes → glykos → muskler
(liknar coricykeln)
upprätthåller kvävebalansen

Olika metabola vägar används vid hög- och medel till lågintensiv träning
- låginternsiv
	- aerob

Vad begränsar hur länge glykolysen kan fortgå?


Hur kan muskelarbete utföras utan tillgång till glukos?
Bör inte understiga 4mM

----

### Summary

glukos från pyruvat/glycerol/aminosyror/laktat
pyruvatkarboxylas transporteras ut under omvandling NADH
Shunt när någonting omvandlas, sakans transportör
i cytoplasman fosfoenolpyruvatkarboxykinas, intermediär i glykolysen
gå bidare till f-1,6-bfas
g-6-fosfatas bara i lever/njurar
i lever, finns enzymer som ska ha ett visst värde
reglering är tvärtom mellan glykolys / glykoneogenes
- feedback/feedforward/pH/transkription
- ffk2/fbf2 är bifunktionellt
-