Chapitre 11 — Le métabolisme énergétique · Topic 3 : Le cycle de Krebs · Leçon 3.2
Première moitié du cycle : les 4 premières étapes, du citrate au succinyl-CoA. C’est ici que se produisent les deux décarboxylations du cycle (les deux CO₂) et que se forment les premiers NADH. Le professeur rappelle qu’il faut connaître les enzymes et l’enchaînement, pas les formules.
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- ordonner les étapes 1 à 4 et leurs enzymes ;
- repérer les 2 décarboxylations (CO₂) et les NADH formés ;
- identifier les étapes irréversibles et régulées.
🧭 Plan de la leçon
- Étape 1 : la formation du citrate
- Étape 2 : citrate → isocitrate
- Étapes 3 et 4 : les deux décarboxylations
1. Étape 1 : la formation du citrate
Citrate synthase : condensation irréversible de l’acétyl-CoA (2C) et de l’oxaloacétate (4C) pour former du citrate (6C), en présence d’eau et avec libération de CoA-SH. La réaction est fortement exergonique (hydrolyse de la liaison thioester). C’est une enzyme régulée du cycle.
2. Étape 2 : citrate → isocitrate
Aconitase : isomérisation du citrate (alcool tertiaire) en isocitrate (alcool secondaire), en 2 demi-étapes :
- déshydratation du citrate en cis-aconitate ;
- réhydratation du cis-aconitate en isocitrate.
3. Étapes 3 et 4 : les deux décarboxylations
Les étapes 3 et 4 sont les deux décarboxylations oxydatives du cycle : elles libèrent les 2 CO₂.
| # | Réaction | Enzyme | À retenir |
|---|---|---|---|
| 3 | Isocitrate → α-cétoglutarate | Isocitrate déshydrogénase | Irréversible ; β-décarboxylation oxydative (via l’oxalosuccinate instable) ; NAD⁺ → NADH,H⁺ + 1 CO₂ ; enzyme régulée |
| 4 | α-cétoglutarate → succinyl-CoA | α-cétoglutarate déshydrogénase | Irréversible ; 2ᵉ décarboxylation oxydative ; complexe semblable à la pyruvate déshydrogénase ; en présence de CoA-SH ; NAD⁺ → NADH,H⁺ + 1 CO₂ ; liaison thioester ; enzyme régulée |
Bilan de cette première moitié : les 2 CO₂ du cycle sont déjà libérés, et 2 NADH,H⁺ ont été formés.
Les deux CO₂ du cycle de Krebs sont libérés aux étapes 3 et 4 (isocitrate déshydrogénase et α-cétoglutarate déshydrogénase), pas à l’entrée. Note aussi la parenté : l’α-cétoglutarate déshydrogénase est un complexe multienzymatique semblable à la pyruvate déshydrogénase (même type de réaction : décarboxylation oxydative).
Quand Hans Krebs soumit sa découverte du cycle à la prestigieuse revue Nature en 1937, son article fut… refusé (par manque de place !). Krebs le publia ailleurs (dans Enzymologia). L’une des plus grandes découvertes de la biochimie a donc d’abord été recalée — un grand classique de l’histoire des sciences.
Étapes 1-4 : citrate synthase (acétyl-CoA + OA → citrate, irréversible) · aconitase (citrate ↔ isocitrate, via cis-aconitate) · isocitrate déshydrogénase (→ α-cétoglutarate, irréversible, NADH + CO₂) · α-cétoglutarate déshydrogénase (→ succinyl-CoA, irréversible, NADH + CO₂). Les 2 CO₂ et 2 NADH sortent ici.
🧠 À retenir absolument
- 1. Citrate synthase : acétyl-CoA (2C) + oxaloacétate (4C) → citrate (6C) ; irréversible, exergonique, libère CoA-SH ; régulée.
- 2. Aconitase : citrate → isocitrate (via cis-aconitate ; déshydratation + réhydratation).
- 3. Isocitrate déshydrogénase : → α-cétoglutarate ; irréversible ; NADH + CO₂ ; régulée.
- 4. α-cétoglutarate déshydrogénase : → succinyl-CoA ; irréversible ; NADH + CO₂ ; complexe semblable à la pyruvate déshydrogénase ; régulée.
- Les 2 CO₂ du cycle sont libérés aux étapes 3 et 4.
❓ Questions fréquentes
Comment se forme le citrate ?
Par la citrate synthase, qui condense l’acétyl-CoA (2 carbones) et l’oxaloacétate (4 carbones) en citrate (6 carbones), de façon irréversible, avec libération de CoA-SH.
À quelles étapes sont libérés les CO₂ ?
Aux étapes 3 et 4 : l’isocitrate déshydrogénase et l’α-cétoglutarate déshydrogénase réalisent les deux décarboxylations oxydatives du cycle, libérant chacune un CO₂ et formant un NADH,H⁺.
Pourquoi l’aconitase agit-elle en deux demi-étapes ?
Parce qu’elle transforme le citrate (alcool tertiaire) en isocitrate (alcool secondaire) en passant par un intermédiaire, le cis-aconitate : d’abord une déshydratation, puis une réhydratation.
Pourquoi l’α-cétoglutarate déshydrogénase ressemble-t-elle à la pyruvate déshydrogénase ?
Parce que les deux sont des complexes multienzymatiques qui réalisent le même type de réaction : une décarboxylation oxydative irréversible, en présence de CoA-SH, avec formation de NADH,H⁺ et libération de CO₂.
🚀 Pour aller plus loin
Place à la seconde moitié du cycle : du succinyl-CoA jusqu’à la régénération de l’oxaloacétate.
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.