Cycle de l'acide tricarboxylique

Cycle de l'acide tricarboxylique , (cycle TCA), aussi appelé Cycle de Krebs et le cycle de l'acide citrique , la deuxième étape de la respiration cellulaire , le processus en trois étapes par lequel les cellules vivantes décomposent les molécules de combustible organique en présence d'oxygène pour récolter l'énergie dont elles ont besoin pour croître et se diviser. Ce processus métabolique se produit dans la plupart des plantes, des animaux, des champignons et de nombreuses bactéries. Dans tous les organismes à l'exception des bactéries, le cycle du TCA s'effectue dans la matrice de structures intracellulaires appelées mitochondries .

Le cycle du TCA joue un rôle central dans la panne, ou catabolisme , de molécules de carburant organique, c'est-à-dire le glucose et certains autres sucres, les acides gras et certains acides aminés. Avant que ces molécules plutôt grosses puissent entrer dans le cycle du TCA, elles doivent être dégradées en un composé appelé acétyl coenzyme A (acétyl CoA). Une fois introduit dans le cycle du TCA, l'acétyl-CoA est converti en dioxyde de carbone et en énergie.



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Le cycle du TCA se compose de huit étapes catalysées par huit enzymes différentes (voirChiffre). Le cycle est initié (1) lorsque l'acétyl CoA réagit avec le composé oxaloacétate pour former du citrate et libérer la coenzyme A (CoA-SH). Ensuite, dans une succession de réactions, (2) le citrate est réarrangé pour former de l'isocitrate ; (3) l'isocitrate perd une molécule de dioxyde de carbone et subit ensuite une oxydation pour former de l'alpha-cétoglutarate; (4) l'alpha-cétoglutarate perd une molécule de dioxyde de carbone et s'oxyde pour former du succinyl CoA ; (5) le succinyl CoA est converti par voie enzymatique en succinate; (6) le succinate est oxydé en fumarate; (7) le fumarate est hydraté pour produire du malate; et, pour terminer le cycle, (8) le malate est oxydé en oxaloacétate. Chaque tour complet du cycle entraîne la régénération de l'oxaloacétate et la formation de deux molécules de dioxyde de carbone.



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cycle de l'acide tricarboxylique Le cycle de l'acide tricarboxylique en huit étapes. Encyclopédie Britannica, Inc.

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L'énergie est produite en plusieurs étapes dans ce cycle de réactions. A l'étape 5, une molécule de l'adénosine triphosphate (ATP), la molécule qui alimente la plupart des fonctions cellulaires, est produite. Cependant, la majeure partie de l'énergie obtenue à partir du cycle du TCA est captée par le composés nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+) et la flavine adénine dinucléotide (FAD) et convertie plus tard en ATP. Les transferts d'énergie se produisent par le relais d'électrons d'une substance à une autre, un processus effectué par le biais de réactions chimiques connues sous le nom d'oxydation et de réduction, ou réactions redox. (L'oxydation implique la perte d'électrons d'une substance et la réduction de l'ajout d'électrons.) Pour chaque tour du cycle du TCA, trois molécules de NAD+sont réduits en NADH et une molécule de FAD est réduite en FADHdeux. Ces molécules transfèrent ensuite leur énergie à la chaîne de transport d'électrons, une voie qui fait partie de la troisième étape de la respiration cellulaire. La chaîne de transport d'électrons libère à son tour de l'énergie afin qu'elle puisse être convertie en ATP par le processus de phosphorylation oxydative.



Le biochimiste britannique d'origine allemande Sir Hans Adolf Krebs a proposé ce cycle, qu'il a appelé le cycle de l'acide citrique, en 1937. Pour ses travaux, il a reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1953. Bien que Krebs ait élucidé la plupart des réactions dans cette voie, il y avait quelques lacunes dans sa conception. La découverte de la coenzyme A en 1945 par Fritz Lipmann et Nathan Kaplan a permis aux chercheurs de comprendre le cycle des réactions tel qu'il est connu aujourd'hui.