19.5: Der Zitronensäurezyklus: Ergebnis

Der Zitronensäurezyklus wird als amphibolischer Weg bezeichnet, da er sowohl anabol als auch katabol wirkt. Die zyklischen Reaktionen gleichen den Fluss der Substrate aus, um der Zelle eine optimale Konzentration von NADH und ATP zu bieten.

Regulierung des Zitronensäurezyklus

Der Zitronensäurezyklus wird auf verschiedene Weise reguliert, einschließlich der Hemmung der Rückkopplung, der Regulierung der Enzymaktivitäten und der damit verbundenen anaplerotischen oder kataplerotischen Signalwege.

Das primäre Substrat des TCA-Zyklus – Acetyl-CoA – wird durch die Wirkung des Pyruvatdehydrogenase-Komplexes (PDH) hergestellt. Wenn Acetyl-CoA im Überschuss produziert wird, kann es den PDH-Komplex hemmen. Darüber hinaus kann die hohe Konzentration an Produkten, NADH und ATP auch die Aktivität des PDH-Komplexes stark hemmen und in der Folge den Zitronensäurezyklus hemmen.

In ähnlicher Weise können die Enzyme Citratsynthase, Isocitratdehydrogenase und ɑ-Ketoglutarat-Dehydrogenase eine allosterische Regulation über Produkte und Zwischenverbindungen wie NADH, ATP und Succinyl-CoA durchlaufen, die während des TCA-Zyklus erzeugt werden.

Recycling von Zwischenprodukten des TCA-Kreislaufs

Im Falle einer Überproduktion werden die Zwischenprodukte des TCA-Zyklus über einen Prozess namens Kataplerose auf andere Wege geleitet, wo sie als Vorläufer für die Biosynthese fungieren. Diese zugeführten Zwischenprodukte werden als kataplerotische Moleküle bezeichnet. Unter Bedingungen begrenzter Verfügbarkeit kann der TCA-Zyklus jedoch die Zwischenmetaboliten aus anderen Signalwegen akzeptieren, um den Zyklus am Laufen zu halten. Dieser Mechanismus wird als Anaplerose bezeichnet, und die zugeführten Verbindungen werden als anaplerotische Moleküle bezeichnet.