Ciclul acidului citricEdit
După glicoliză, ciclul acidului citric este activat prin producerea de acetil-CoA. Oxidarea piruvatului de către piruvatul dehidrogenază din matrice produce CO2, acetil-CoA și NADH. Oxidarea beta a acizilor grași servește ca o cale catabolică alternativă care produce acetil-CoA, NADH și FADH2. Producția de acetil-CoA începe ciclul acidului citric, în timp ce coenzimele produse sunt utilizate în lanțul de transport al electronilor.
Toate enzimele pentru ciclul acidului citric se află în matrice (de ex.ex. citrat sintetaza, izocitrat dehidrogenază, α-cetoglutarat dehidrogenază, fumarază și malat dehidrogenază), cu excepția succinat dehidrogenazei care se află pe membrana internă și face parte din complexul proteic II din lanțul de transport al electronilor. Ciclul produce coenzimele NADH și FADH2 prin oxidarea carbonaților în două cicluri. Oxidarea NADH și FADH2 produce GTP de la succinil-CoA sintetaza.
Fosforilarea oxidativăEdit
NADH și FADH2 sunt produse în matrice sau transportate prin porină și proteine de transport pentru a fi supuse oxidării prin fosforilare oxidativă. NADH și FADH2 sunt supuse oxidării în lanțul de transport al electronilor prin transferul unui electron pentru a regenera NAD+și FAD. Protonii sunt atrași în spațiul intermembranar de energia electronilor care trec prin lanțul de transport al electronilor. Patru electroni sunt în cele din urmă acceptați de oxigenul din matrice pentru a finaliza lanțul de transport al electronilor. Protonii se întorc în matricea mitocondrială prin intermediul proteinei ATP-sintetază. energia este utilizată pentru a roti ATP-sintetaza care facilitează trecerea unui proton, producând ATP. O diferență de pH între matrice și spațiul intermembranar creează un gradient electrochimic prin care ATP sintetaza poate trece favorabil un proton în matrice.
Ciclul ureeiEdit
Primii doi pași ai ciclului ureei au loc în cadrul matricei mitocondriale a celulelor hepatice și renale. În prima etapă amoniacul este transformat în carbamoil fosfat prin investirea a două molecule de ATP. Această etapă este facilitată de sintetaza carbamoil fosfat I. A doua etapă, facilitată de ornitin transcarbamilază, transformă carbamoil fosfatul și ornitina în citrulină. După aceste etape inițiale, ciclul ureei continuă în spațiul membranar intern până când ornitina intră din nou în matrice printr-un canal de transport pentru a continua primele două etape în cadrul matricei.
TransaminareEdit
α-Ketoglutarat și oxaloacetat pot fi transformate în aminoacizi în cadrul matricei prin procesul de transaminare. Aceste reacții sunt facilitate de transaminaze pentru a produce aspartat și asparagină din oxaloacetat. Transaminarea α-cetoglutaratului produce glutamat, prolină și arginină. Acești aminoacizi sunt apoi utilizați fie în cadrul matricei, fie transportați în citosol pentru a produce proteine.
ReglementareEdit
Reglementarea în cadrul matricei este controlată în principal de concentrația de ioni, concentrația de metaboliți și sarcina energetică. Disponibilitatea ionilor, cum ar fi Ca2+, controlează diferite funcții ale ciclului acidului citric. în matrice activează piruvatul dehidrogenazei, izocitratul dehidrogenazei și α-cetoglutaratul dehidrogenazei, ceea ce crește rata de reacție în ciclu. Concentrația de intermediari și coenzime din matrice crește sau scade, de asemenea, rata de producere a ATP datorită efectelor anaplerotice și cataplerotice. NADH poate acționa ca un inhibitor pentru α-cetoglutarat, izocitrat dehidrogenază, citrat sintetază și piruvat dehidrogenază. Concentrația de oxaloacetat, în special, este menținută la un nivel scăzut, astfel încât orice fluctuație a acestei concentrații servește la impulsionarea ciclului acidului citric. Producția de ATP servește, de asemenea, ca mijloc de reglare, acționând ca un inhibitor pentru izocitrat dehidrogenază, piruvat dehidrogenază, complexele proteice ale lanțului de transport al electronilor și ATP sinteza. ADP acționează ca un activator.
Sinteza proteinelorEdit
Mitocondria conține propriul set de ADN utilizat pentru a produce proteine care se găsesc în lanțul de transport al electronilor. ADN-ul mitocondrial codifică doar pentru aproximativ treisprezece proteine care sunt utilizate în procesarea transcriptelor mitocondriale, a proteinelor ribozomiale, a ARN-ului ribozomal, a ARN-ului de transfer și a subunităților proteice care se găsesc în complexele proteice ale lanțului de transport al electronilor.
.