La differenza fondamentale tra il ciclo del gliossilato e il ciclo del TCA è che il ciclo del gliossilato è un percorso anabolico in cui il glucosio viene prodotto dagli acidi grassi mentre il ciclo del TCA è un percorso catabolico che produce una notevole quantità di energia alle cellule.
Tutti gli organismi viventi richiedono energia per mantenere le funzioni essenziali del corpo. Gli esseri umani e gli animali possiedono vie metaboliche complesse poiché il fabbisogno energetico è elevato. Ma altri organismi richiedono quantità limitate di energia. Il ciclo TCA è la seconda fase della respirazione cellulare utilizzata dagli organismi aerobici per produrre energia. Il ciclo del gliossilato è una variante del ciclo TCA presente in piante, batteri, funghi e protisti.
Cos'è il ciclo del gliossilato?
Il ciclo gliossilico è un percorso anabolico che si verifica in piante, batteri, funghi e protisti. Questo ciclo si basa principalmente sulla conversione dell'acetil Co-A in succinato durante la sintesi dei carboidrati. Il ruolo principale del ciclo del gliossilato è convertire gli acidi grassi in carboidrati. Il ciclo del gliossilato consente alle cellule di utilizzare due composti di carbonio come l'acetato per svolgere il fabbisogno cellulare in assenza di zuccheri come glucosio e fruttosio. Il ciclo del gliossilato è solitamente assente negli animali; tuttavia, ha luogo nelle prime fasi dell'embriogenesi nei nematodi.
Figura 01: Ciclo del gliossilato
Il ciclo funziona con l'uso di cinque enzimi: citrato sintasi, aconitasi, succinato deidrogenasi, fumarasi e malato deidrogenasi. Nelle piante, il ciclo del gliossilato avviene nei gliossisomi. I semi utilizzano i lipidi come fonte di energia durante la germinazione. Oltre ai lipidi, le piante usano anche l'acetato come fonte di carbonio ed energia. Questo ciclo è anche utile per indurre meccanismi di difesa delle piante contro agenti patogeni come i funghi. Il ciclo del gliossilato svolge una funzione diversa nei funghi e nei batteri. Il ciclo si svolge principalmente nei microbi patogeni. I principali livelli enzimatici del ciclo del gliossilato aumentano al contatto con l'ospite umano. Pertanto, il ciclo del gliossilato svolge un ruolo significativo nella patogenesi dei microbi. A causa del ruolo del ciclo del gliossilato nei funghi e nei batteri patogeni, gli enzimi sono gli obiettivi per i trattamenti delle malattie.
Cos'è il ciclo TCA?
Il ciclo TCA, noto anche come ciclo dell'acido citrico e ciclo di Kreb, è una serie di reazioni enzimatiche che si verificano negli organismi aerobici. Il ciclo TCA rilascia l'energia immagazzinata attraverso il processo di ossidazione dell'acetil Co-A, che è derivato da carboidrati, proteine e grassi. Il nome di questo ciclo deriva dall'acido citrico, che è anche un acido tricarbossilico consumato e rigenerato attraverso la sequenza di reazioni per completare il ciclo. Il ciclo TCA consuma acetato e acqua e l'acetato viene consumato sotto forma di acetil Co-A. Inoltre, alla fine rilascia anidride carbonica.
Figura 02: Ciclo TCA
Questo ciclo è svolto da otto enzimi: citrato sintasi, aconitasi, isocitrato deidrogenasi, alfa-chetoglutarato deidrogenasi, succinil-CoA sintetasi, succinato deidrogenasi, fumarasi e malato deidrogenasi. Questo ciclo si svolge in animali, piante, funghi e batteri. Negli eucarioti avviene nella matrice dei mitocondri e nei procarioti nel citosol. L'anidride carbonica viene rilasciata nel ciclo TCA come sottoprodotto. Una molecola di glucosio viene convertita in acetil Co-A prima di essere immessa nel ciclo. I prodotti finali e gli intermedi del ciclo TCA vengono utilizzati nel metabolismo dei lipidi, degli aminoacidi, delle proteine e del glucosio.
Quali sono le somiglianze tra ciclo gliossilato e TCA?
- Cinque enzimi comuni, citrato sintasi, aconitasi, succinato deidrogenasi, fumarasi e malato deidrogenasi, vengono utilizzati in entrambi i cicli.
- Entrambi i cicli si combinano con acetil Co-A per produrre malato, che è catalizzato dalla malato sintasi.
- L'acetato viene convertito in acetil CoA in entrambi i cicli.
- Entrambi i cicli sono circuiti chiusi in cui l'ultima parte del percorso rigenera il composto utilizzato nel primo passaggio.
Qual è la differenza tra ciclo gliossilato e TCA?
La differenza chiave tra il ciclo del gliossilato e il ciclo del TCA è che il ciclo del gliossilato è una via anabolica mentre il ciclo del TCA è una via catabolica. Nel ciclo del gliossilato, l'isocitrato viene convertito in succinato e gliossilato dall'enzima isocitrato liasi invece dell'alfa-chetoglutarato nel ciclo TCA.
L'infografica qui sotto presenta le differenze tra ciclo del gliossilato e del ciclo TCA in forma tabellare per un confronto fianco a fianco.
Riepilogo – Ciclo gliossilato vs ciclo TCA
Il fabbisogno energetico di diversi organismi varia con la complessità del corpo. Il ciclo del TCA è il secondo stadio della respirazione cellulare che subisce una serie di reazioni enzimatiche nella produzione di energia. Il ciclo del gliossilato è una variante speciale del ciclo TCA. Questo utilizza due composti di carbonio in assenza di glucosio. Questo si trova solo in piante, batteri, funghi e protisti. Il ciclo del TCA è costituito da cinque fasi di reazione a base di enzimi e il ciclo del gliossilato è costituito da otto fasi di reazione a base di enzimi. Entrambi i cicli si combinano con acetil Co-A per produrre malato, che è catalizzato dalla malato sintasi. Quindi, questo è il riassunto della differenza tra ciclo gliossilato e TCA.
