Le cycle de krebs

ou Cycle des acides tricarboxyliques ou Cycle de l’acide citrique

Le cycle de Krebs est la voie terminale d’oxydation du glucose et d’autres molécules énergétiques (AA et AG)

L’acétyl-CoA est l’intermédiaire commun de dégradation de glucides, AA et AG et la molécule qui entre dans le cycle

Le cycle comporte 8 réactions enzymatiques nécessaires pour la complète oxydation de l’acétyl-CoA (C2) et la récupération de l’énergie sous forme de NADH, FADH2 et GTP

Un autre substrat; l’oxaloacétate (C4) est utilisé par la première réaction et entièrement régénéré par la dernière

• NADH et FADH2 sont des molécules réduites riches en énergie utilisées en suite pour la production d’ATP
  
• 1 GTP = 1 ATP

[pic 1]

• Les huit étapes du cycle de Krebs

Etape 1 : condensation de l’acétyl-CoA avec l’oxaloacétate

l’oxaloacétate est un α cétoacide à 4 carbones, il se combine avec l’acétyl-CoA (C2 qui devient CoA-SH grâce à la citrate synthétase) pour devenir le citrate (C6) qui agit sur la régulation de la PFK[pic 2]

C’est une réaction irréversible fortement régulée

(ΔG0’ = -31,4 kJ/mol)

Etape 2 : Isomérisation du citrate

C’est une réaction réversible en 2 étapes :[pic 3]

• Déshydratation pour former le cis-Aconitate
• Hydratation pour former l’isocitrate

Etape 3 : Isocitrate déshydrogénase: 1ère

décarboxylation oxydative du cycle

Elle se déroule en 2 étapes :

• Oxydation de l’alcool en C2 de l’isocytrate
• β- décarboxylation de l’isocitrate

C’est une réaction irréversible et régulée

Etape 4 : α-Cétoglutarate déshydrogénase: 2e décarboxylation oxydative du cycle[pic 4]

[pic 5]

Etape 5 : La seule réaction du cycle à fournir directement une liaison riche en énergie

Libération de CoA-SH

Le succinate est une molécule symétrique [pic 6]

C’est une réaction réversible

Etape 6 : Succinate déshydrogénase: une oxydation impliquant le FAD

Le succinate deshydrogénase catalyse

une oxydation impliquant le FAD. [pic 7]

C’est une réaction réversible

- La succinate déshydrogénase est le
complexe II de la chaîne respiratoire
mitochondriale.

- 1 FADH2 produit 2 ATP dans la chaîne
respiratoire.

- Succinate et fumarate sont des
molécules symétriques.

Etape 7 : La fumarase catalyse l’hydratation du fumarate

C’est une réaction réversible

Etape 8 : La malate déshydrogénase : dernière enzyme du cycle, déshydrogénation du L-malate en oxaloacétate

• Dans le cycle de Krebs, elle va de gauche à droite
• C’est une réaction d’oxydation grâce a l’enzyme L-malate déshydrogénase (NAD+)
• C’est une réaction réversible
• Formation d’un NADH,H+ ➔ 3 ATP dans la chaine respiratoire
• Cette réaction est très endergonique mais comme l’oxaloacétate disparaît très vite dans un nouveau tour de cycle, la réaction va dans le sens de la formation d’oxaloacétate
• L’oxaloacétate régénéré peut faire un nouveau tour de cycle avec une nouvelle molécule d’acétylCoA[pic 8]

Les 2 étapes de carboxylation sont les plus régulées dans le cycle de Krebs

[pic 9]

La bilan énergétique du cycle de Krebs

Une molécule d’Acétyl-CoA dégradée dans le cycle de Krebs couplé à la chaine respiratoire produit 12 ATP

Acetyl-CoA + 3 NAD++1FAD +1GDP + 1Pi + 2H2O ➔ 2CO2+CoA-SH+3NADH,H++1FADH2+1GTP

Total = 12 ATP par molécule d’acétyl-CoA

Bilan énergétique total de la dégradation du glucose en CO2+ H2O = 38 ATP[pic 10]

En présence d’O2 génération de 38 ATP si la navette est la malate-aspartate

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