CYCLE DE KREBS

Métabolisme des glucides
CYCLE DE KREBS
I. HISTORIQUE
 Le cycle de Krebs a été élucidé grâce aux travaux de Hans Krebs 1937.
 prix Nobel de médecine en 1953.
II. DÉFINITION
 Le cycle de Krebs (ou de l’acide citrique) est la voie terminale d’oxydation du glucose et
d’autres molécules énergétiques (acides aminés, acides gras).
 L’Acétyl‐CoA est l’intermédiaire commun de dégradation de glucides, acides aminés et
acides gras et la molécule qui entre dans le cycle.
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III. LOCALISATION DU CYCLE DE KREBS
 La décarboxylation du pyruvate pour former l’Acétyl‐CoA et toutes les réactions de la
voie ont lieu dans la matrice mitochondriale.
 Chez les procaryotes, ce cycle se déroule dans le cytosol (pas de mitochondries)
IV. ENTRÉE DU PYRUVATE DANS LA MITOCHONDRIE
 Une protéine membranaire transporteuse d'anions organiques transporte le pyruvate à
travers la membrane interne en même temps qu'un ion Potassium chargé positivement.
V.
SYNTHÈSE DE L’ACÉTYL‐COA
 Après l’entrée du pyruvate dans la mitochondrie, sa décarboxylation oxydative par la
pyruvate déshydrogénase entraine la formation d’une molécule énergétiquement
activée (acétyl‐CoA) et NADH
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 Cette réaction est irréversible.
 L’acétyl-CoA intégrera le cycle de Krebs, ou sera le précurseur de la synthèse des lipides
PYRUVATE DÉSHYDROGÉNASE
 Complexe multienzymatique: Pyruvate déshydrogénase est composée de plusieurs sousunités
 Cofacteurs de la pyruvate déshydrogénase:
• la Thiamine (nécessaire pour la décarboxylation).
• FAD et NAD+ (oxydoréduction)
• Coenzyme A (transporteur d’acyle)
• Acide lipoïque
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VI.
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LES DIFERENTES ETAPES DU CYCLE DE KREBS
8 réactions
l’oxydation complète de l’acétyl‐CoA
récupération de l’énergie sous forme de NADH, FADH2 et GTP
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RÉACTION 1: Synthèse du citrate
 Réaction de condensation entre l’acétyl coA et l’Oxaloacétate ;
 Catalysée par la citrate synthase
 Réaction irréversible ; l’une des étapes de régulation du cycle
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Isocitrate
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RÉACTION 2: Isomérisation du citrate
Le citrate est isomérisé en isocitrate
Catalysée par la cis‐aconitase
Se déroule en deux étapes:
Déshydratation pour former cis‐Aconitate
Hydratation pour former isocitrate
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RÉACTION 3: Décarboxylation Oxydative de l’Isocitrate en α-Cétoglutarate
Déshydrogénation de l’Isocitrate en oxalosuccinate (instable)
Décarboxylation de l’oxalosuccinate en α-cétoglutarate
Catalysée par l’isocitrate déshydrogénase a coenzyme NAD
irréversible et limitante
Oxalosuccinate
α-Cétoglutarate
RÉACTION 4: Décarboxylation oxydative de l’α cétoglutarte en succinyl –coA
 α-Cétoglutarate déshydrogénase est un complexe enzymatique très similaire à la
Pyruvate déshydrogénase.
 Réaction irréversible
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α-Cétoglutarate
Succinyl CoA
RÉACTION 5: FORMATION DU SUCCINATE
 La Succinyl‐CoA synthétase , utilise la liaison riche en énergie du succinyl‐CoenzymeA
pour synthétiser du GTP à partir de GDP et phosphate inorganique (Pi).
 Cette étape (réversible) est la seule du cycle à fournir directement une liaison riche en
énergie.
 Le GTP peut facilement transférer son phosphore à l’ADP: GTP + ADP GDP + ATP
RÉACTION 6: Déshydrogénation du Succinate en Fumarate
 Le Succinate est oxydé en fumarate
 Catalysée par la succinate déshydrogénase, cofacteur FAD (flavine adénine dinucléotide).
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RÉACTION 7: Hydratation du Fumarate en L-malate
 Hydratation du fumarate en L‐malate.
 La fumarase
 réversible.
Intermédiaire
carbanion
Fumarate
Malate
RÉACTION 8: Régénération de l’oxaloacétate
 L'oxydation du malate en oxaloacétate
 Catalysée par la Malate déshydrogénase
 Couplée à la réduction du NAD+ en NADH, H+
malate
oxaloacétate
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VII.
BILAN DU CYCLE DE KREBS
 Les NADH,H+ et FADH2 formés sont oxydés par la chaine de transport des électrons
générant ainsi (03) molécules d’ ATP par molécule de NADH oxydée et deux (02) d’ATP
par molécule de FADH2 oxydée
1 GTP ---------------------- > 1 ATP
3 NADH --------------------> 3x 3 ATP
1 FADH2 --------------------> 2 ATP
 Au total 12 molécules d’ATP sont formées lors de l’oxydation d’une molécule d’ acétyl
CoA en Co2 par tour de cycle .
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 Bilan énergétique de l’oxydation complète du glucose en CO2 : 38 molécules d ’ATP
VIII.
RÉGULATION DU CYCLE DE KREBS
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1. Régulation au niveau de La pyruvate déshydrogénase:
 est Inhibée par le produit (compétitive) acetyl‐CoA, NADH; ATP est un inhibiteur
allostérique.
 Régulation par modification covalente : l’enzyme peut exister sous deux formes: une
forme active non phosphorylée et une forme inactive phosphorylée.
2. Régulation au niveau de la citrate synthase
 ATP est un inhibiteur allostérique de la citrate synthase; inhibition à rétro‐contrôle
compétitif par le succinyl‐CoA.
3. Régulation au niveau de l’isocitrate déshydrogénase
 ATP est un inhibiteur allostérique de la Isocitrate déshydrogénase, tandis que l’ADP est
un activateur; NADH inhibiteur compétitif (produit).
4. Régulation au niveau α cétoglutarate déshydrogénase
 Inhibition compétitive de l’ α cétoglutarate DSHase par le produit succinyl‐CoA et le
NADH.
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