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

tags, föreläsare, date

tags	föreläsare	date
biokemi citronsyracykeln anteckningar	Ingela Parmryd	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

!

Coenzym-A

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

!Pasted image 20251202082551.png 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

---

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

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^+ → $NADH$ Avger $CO_2$	⊖ ATP ⊕ ADP ⊖ NADH
4	alfaketoglutamat-dehydrogenas	𝛼-ketoglutamat (C5) + CoA	succinyl-CoA (C4)	Dekarboxylering	NAD^+ → $NADH$ Avger $CO_2$	⊖ ATP ⊖ NADH ⊖ succinyl- CoA
5	succinyl-CoA-syntetas	succinyl-CoA (C4)	succinat (C4)	Substratnivå-fosforylering	ADP + Pi → ATP Avger CoA
6	succienat- 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 ! 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 - lever	H-hjärta
M_4 .... H_4	H har lägst affinitet för pyruvat 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