Cycle de Krebs - Définition
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Régulation du cycle
Les étapes irréversibles du cycle de Krebs peuvent être régulées : étape de la citrate synthase, de l'isocitrate déshydrogénase et de α-cétoglutarate déshydrogénase.
- La citrate synthase est activée par l'ADP mais inhibée par le NADH, l'ATP et le citrate. Elle est donc respectivement inhibée par le pouvoir réducteur, la charge énergétique et le produit de la réaction qu'elle catalyse.
- L'isocitrate déshydrogénase est activée par le calcium, l'ADP et inhibée par le NADH et l'ATP.
- L'α-cétoglutarate déshydrogénase est activée par le calcium et inhibée par le NADH, l'ATP et son produit le succinyl-CoA.
Il y a donc une régulation selon la disponibilité du substrat, le pouvoir réducteur, la concentration en produit et la charge énergétique. On peut noter qu'il n'y a pas de régulation par covalence (phosphorylation des protéines).
Bilan du cycle de Krebs
Le cycle de Krebs est composé de 8 étapes, chacune étant catalysée par une enzyme spécifique. Au cours du cycle sont produites, à partir d'une mole de acide acétique et jusqu'au stade CO2 et H2O :
- 2 moles de CO2
- 3 moles de NADH,H+
- 1 mole de CoQH2
- 1 mole de GTP
On constate que le cycle de Krebs ne produit qu'un seul équivalent ATP (1 GTP), soit moins que la glycolyse (4 ATP pour une molécule de glucose dont 2 seront utilisés lors de la phase d'« activation » de la glycolyse - étape 1 et 3 qui correspondent à des étapes de phosphorylation). L'essentiel de l'énergie chimique potentielle produite est sous forme de pouvoir réducteur (NADH,H+ et CoQH2). Ce pouvoir réducteur est ultérieurement utilisé dans la chaîne respiratoire mitochondriale pour produire 11 autres ATP (via un gradient protonique et une ATP synthase) que l'on attribue parfois, par erreur, au seul et unique cycle de Krebs.
| Consommation | Production |
|---|---|
| 1 Acétyl-CoA 3 NAD+ 1 GDP 1 Pi 2 H2O 1 CoQ+ | 1 CoA 3 (NADH, H+) 1 GTP 2 C02 CoQH2 |
Ce qui correspond, au total, pour l'ensemble de la respiration aérobie (glycolyse, cycle de Krebs, réduction des coenzymes NAD et CoQ par la chaîne respiratoire) à 36 ou 38 ATP pour une molécule de glucose.
L’utilisation du glucose par respiration aérobie est plus énergétique que les fermentations.
En présence d'une grande quantité d'acétyl CoA, le cycle de Krebs peut être débordé, en particulier chez les diabétiques ayant un déficit sévère en insuline ou après un jeûne prolongé.
