النبات
مواضيع عامة في علم النبات
الجذور - السيقان - الأوراق
النباتات الوعائية واللاوعائية
البذور (مغطاة البذور - عاريات البذور)
الطحالب
النباتات الطبية
الحيوان
مواضيع عامة في علم الحيوان
علم التشريح
التنوع الإحيائي
البايلوجيا الخلوية
الأحياء المجهرية
البكتيريا
الفطريات
الطفيليات
الفايروسات
علم الأمراض
الاورام
الامراض الوراثية
الامراض المناعية
الامراض المدارية
اضطرابات الدورة الدموية
مواضيع عامة في علم الامراض
الحشرات
التقانة الإحيائية
مواضيع عامة في التقانة الإحيائية
التقنية الحيوية المكروبية
التقنية الحيوية والميكروبات
الفعاليات الحيوية
وراثة الاحياء المجهرية
تصنيف الاحياء المجهرية
الاحياء المجهرية في الطبيعة
أيض الاجهاد
التقنية الحيوية والبيئة
التقنية الحيوية والطب
التقنية الحيوية والزراعة
التقنية الحيوية والصناعة
التقنية الحيوية والطاقة
البحار والطحالب الصغيرة
عزل البروتين
هندسة الجينات
التقنية الحياتية النانوية
مفاهيم التقنية الحيوية النانوية
التراكيب النانوية والمجاهر المستخدمة في رؤيتها
تصنيع وتخليق المواد النانوية
تطبيقات التقنية النانوية والحيوية النانوية
الرقائق والمتحسسات الحيوية
المصفوفات المجهرية وحاسوب الدنا
اللقاحات
البيئة والتلوث
علم الأجنة
اعضاء التكاثر وتشكل الاعراس
الاخصاب
التشطر
العصيبة وتشكل الجسيدات
تشكل اللواحق الجنينية
تكون المعيدة وظهور الطبقات الجنينية
مقدمة لعلم الاجنة
الأحياء الجزيئي
مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
الغدد
مواضيع عامة في الغدد
الغدد الصم و هرموناتها
الجسم تحت السريري
الغدة النخامية
الغدة الكظرية
الغدة التناسلية
الغدة الدرقية والجار الدرقية
الغدة البنكرياسية
الغدة الصنوبرية
مواضيع عامة في علم وظائف الاعضاء
الخلية الحيوانية
الجهاز العصبي
أعضاء الحس
الجهاز العضلي
السوائل الجسمية
الجهاز الدوري والليمف
الجهاز التنفسي
الجهاز الهضمي
الجهاز البولي
المضادات الحيوية
مواضيع عامة في المضادات الحيوية
مضادات البكتيريا
مضادات الفطريات
مضادات الطفيليات
مضادات الفايروسات
علم الخلية
الوراثة
الأحياء العامة
المناعة
التحليلات المرضية
الكيمياء الحيوية
مواضيع متنوعة أخرى
الانزيمات
Regulation of the Citric Acid Cycle Depends Primarily on a Supply of Oxidized Cofactors
المؤلف:
Peter J. Kennelly, Kathleen M. Botham, Owen P. McGuinness, Victor W. Rodwell, P. Anthony Weil
المصدر:
Harpers Illustrated Biochemistry
الجزء والصفحة:
32nd edition.p162
2025-06-22
38
In most tissues, where the primary role of the citric acid cycle is in energy-yielding metabolism, respiratory control via the respiratory chain and oxidative phosphorylation regulates citric acid cycle activity . Thus, cycle activity is immediately dependent on the supply of NAD+, which in turn, because of the tight coupling between oxidation and phosphorylation, is dependent on the availability of ADP and hence, ultimately on the utilization of ATP in chemical and physical work. Thus as ATP usage increases (eg, muscle contraction) this will generate ADP to help drive the cycle. If ATP demand is low the cycle will slow down to match the demand. In addition, individual enzymes of the cycle are regulated. In general these regulatory events help to couple rapid changes in energy demand with citric acid cycle flux. The main sites for regulation are the nonequilibrium reactions catalyzed by pyruvate dehydrogenase, citrate synthase, isocitrate dehydrogenase, and α-ketoglutarate dehydrogenase. The dehydrogenases are activated by Ca2+, which increases in concentration during contraction of muscle and during secretion by other tissues, when there is increased energy demand. In a tissue such as brain, which is largely dependent on glucose to supply acetyl-CoA, control of the citric acid cycle may occur at pyruvate dehydrogenase.
Several enzymes are also responsive to the energy status as reflected by the [ATP]/[ADP] and [NADH]/[NAD+] ratios. Thus, there is allosteric inhibition of citrate synthase by ATP and long-chain fatty acyl-CoA. Allosteric activation of mitochondrial NAD-dependent isocitrate dehydrogenase by ADP is counteracted by ATP and NADH. The α-ketoglutarate dehydrogenase complex is regulated in the same way as is pyruvate dehydrogenase . Succinate dehydrogenase is inhibited by oxaloacetate, and the availability of oxaloacetate is controlled by malate dehydrogenase and depends on the [NADH]/[NAD+] ratio. Since the Km of citrate synthase for oxaloacetate is of the same order of magnitude as the intramitochondrial concentration, it is likely that the concentration of oxaloacetate controls the rate of citrate formation.
Hyperammonemia, as occurs in advanced liver disease and a number of (rare) genetic diseases of amino acid metabolism, leads to loss of consciousness, coma and convulsions, and may be fatal. This is largely because of the withdrawal (cataplerosis) of α-ketoglutarate to form glutamate (catalyzed by glutamate dehydrogenase) and then glutamine (catalyzed by glutamine synthetase) from the citric acid cycle, which is not matched by anaplerosis. It lowers concentrations of all citric acid cycle inter mediates, citric acid cycle flux, and the generation of ATP. The equilibrium of glutamate dehydrogenase is finely poised, and the direction of reaction depends on the ratio of NAD+:NADH and the concentration of ammonium ions, which is elevated in liver disease. In addition, ammonia inhibits α-ketoglutarate dehydrogenase, and possibly also pyruvate dehydrogenase further decreasing citric acid cycle flux.