Download dell'articolo in versione integrale - Accademia Nazionale ...

54 a. ruffo
complessità funzionale del ciclo, dovuta alla scoperta dei meccanismi di regolazione
enzimatica [110-111].
Per quanto riguarda le funzioni degli enzimi estratti dai mitocondri e dal citoplasma
altamente purificati, oggi se ne potrebbe ripetere la sequenza in vitro adoperando quelli
che sono addirittura in vendita sotto forma di preparati del commercio. Seguendo
la loro successione in senso orario, iniziamo dapprima con la citrato-sintetasi che si
identifica con una C-C-liasi capace di condensare l’acetil-CoA con l’acido ossaloacetico
tramite l’intermediario citril-CoA. Il secondo è l’aconitato-idratasi, in breve aconitasi, un
enzima la cui attività disottrarre e reintrodurre una molecola di H 2 O, tramite l’acido
cis-aconitico, è stata a lungo discussa, così come la proprietà diessere presente anche nel
citoplasma che oggi apre nuovi orizzonti a causa dell’identità strutturale recentemente
trovata [112] tra aconitasi ed una proteina citoplasmatica che regola il metabolismo del
ferro.
Inoltre è nota per aver dato origine alla famosa teoria dei «3 punti di contatto» fra
enzima e substrato, per cui in tali complessi anche una molecola simmetrica come il
citrato si viene a legare su gruppi funzionali diversi dell’enzima, trasformandosi in una
molecola chirale come il suo prodotto di reazione, l’isocitrato. Di isocitrico-deidrogenasi
sono stati trovati 2 enzimi diversi, uno contenuto solo nei mitocondri, in forma tetramerica
che adopera il NAD + come coenzima ed un altro monomero, NADP + -dipendente
che oltre che nei mitocondri, si trova anche solubile nel citosol, insieme all’aconitatoidratasi,
sopra descritta, ponendo il problema, non ancora risolto, delle loro funzioni nel
compartimento extra-mitocondriale. Entrambi formano l’acido chetoglutarico e CO 2 .
Il quarto enzima èlachetoglutarico-deidrogenasi NAD + dipendente che dà luogo a
CO 2 ed acido succinico. È uno dei grandi complessi enzimatici isolati recentemente,
molto simile alla piruvico-deidrogenasi e come questa, costituita da varie subunità dicui
una capace di attivare il prodotto della reazione trasferendolo sul coenzima A. L’energia
in esso contenuta viene immediatamente utilizzata per la sintesi di una molecola di
GTP, fornendo l’esempio unico fra le reazioni metaboliche, di fosforilazione a livello di
substrato nel corso di un processo ossidativo (v. Krebs et al. [39]).
Il quinto la succinico-deidrogenasi-FAD dipendente, forma acido fumarico ed è strettamente
associato alla membrana interna della matrice mitocondriale da cui è difficile
separarlo ed il sesto la fumarasi un’altra idratasi analoga alla aconitasi che aggiungendo
una molecola di H 2 O all’acido fumarico, lo trasforma in un composto asimmetrico, l’acido
l-malico, che viene ossidato dalla relativa deidrogenasi anch’essa attivata dal NAD + .
In tal modo alla fine di questa ultima reazione sequenziale, si riforma il componente
«iniziale» del ciclo, l’acido ossaloacetico a garanzia che si è concluso il «giro» completo
del ciclo.
A conti fatti, dunque, si verificano nei mitocondri 4 reazioni ossidative che danno
origine a 3 coenzimi piridinici ed uno flavinico allo stato ridotto, pronti, per così dire,
ad esercitare la loro «forza riducente» sugli appositi accettori che si trovano nelle immediate
vicinanze, infissi sui complessi enzimatici delle creste mitocondriali che, nel loro
insieme, costituiscono la «catena respiratoria». È qui che avviene la loro riossidazione
che, utilizzando due molecole di O 2 , forma 4 molecole di H 2 O producendo un ele-