Il ciclo dell’Acido Citrico o ciclo di Krebs o ciclo degli Acidi Tricarbossilici
Il materiale dedicato alla biochimica del ciclo di Krebs ( Hans Adolf Krebs 1900-1981) o ciclo dell’acido citrico (chiamato anche Ciclo degli Acidi Tricarbossilici) è enorme. Ho scelto una serie di documenti importanti per l’efficacia dell’esposizione e per l’originalità dei contenuti.
Una sintesi efficace del ciclo di Krebs
Prima presento il Ciclo di Krebs, con un cenno anche al Ciclo del Gliossilato, tratto da un bellissimo atlante di biochimica di Koolman e Rohm ed. Zanichelli
E’ certamente uno stimolo aggiuntivo conoscere le radici dei nomi delle sostanze che intervengono nel ciclo. Nella tabella seguente sono elencate le etimologie dei nomi.
Il primo allegato
Qui troviamo materiale originale per i contenuti, suddiviso in brevi capitoli:
- L’energia liberata dalle ossidazioni viene efficacemente conservata nel ciclo
- Come fu identificata la natura ciclica di questa via metabolica
- Perché l’ossidazione dell’acetato è così complicata
- I componenti del ciclo sono importanti composti intermedi biosintetici
- Le reazioni anaplerotiche riforniscono il ciclo di intermedi
- La biotina trasporta gruppi carbossilici
- Regolazione del ciclo dell’acido ciclico
- Tre degli enzimi del ciclo sono regolati
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Il secondo allegato
Nel secondo allegato PDF vi è raccontata in sintesi la storia di questa scoperta. Vi è molto materiale dedicato alla biochimica del ciclo di Krebs o ciclo dell’acido citrico (chiamato anche Ciclo degli Acidi Tricarbossilici) ma vi sono alcuni aspetti del ciclo che non sono trattati o solo superficialmente come la sua ricostruzione storica.
Come si è arrivati a ricostruire le tappe e soprattutto il carattere circolare del ciclo di Krebs?
È una storia avvincente che vede diversi protagonisti e che comprende un periodo storico esteso di molti anni. Il principale di questi scienziati è il biochimico Hans Adolf Krebs (1900-1981), che per i suoi studi sul ciclo gli è valso premio il Nobel per la medicina nel 1953.
Mostrare come si è potuto arrivare a decifrare le tappe di questa via metabolica è interessante di per sé ma soprattutto rappresenta un modo diverso, più coinvolgente per raccontare la biochimica agli studenti. Non si tratta solo di imparare a memoria le reazioni del ciclo, ma capire come si è arrivati a comprenderle. È senz’altro un insegnamento della biochimica più complesso, ma dai risultati didattici migliori per la qualità dell’apprendimento.
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Il terzo allegato
Nel terzo allegato in PDF ho riportato la lettura che Hans Adolf Krebs tenne in occasione della sua nomina al Premio Nobel. Vi racconta in modo coinvolgente le tappe della sua scoperta. Si tratta di un documento da leggere e commentare con gli studenti.
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Un simpatico sussidio didattico
Aggiungo al precedente materiale selezionato un espediente didattico per aiutare lo studente a orientarsi nella costruzione delle strutture molecolari che intervengono nei passaggi del ciclo. È tratto da un articolo apparso nel Journal of Chemical Education:
La molecola del Citrato come un uccello in volo:
L’analogia
Suggerisco di disegnare la formula del citrato come un “uccello volante” con due gruppi carbossilici simmetrici come “ali” (cariche negative come “piume”), un gruppo -OH come “gambe” e il terzo gruppo carbossilico come “testa” (1, Fig. 1). La carica negativa della testa è mostrata come un “becco”. Le seguenti fasi del ciclo possono essere spiegate in termini di “taglio di parti di uccelli” combinato con equazioni chimiche. Questo “taglio” termina sul succinato, che può essere disegnato come un “fulmine” (2, Fig. 1). Le successive fasi del ciclo TCA possono essere viste come rigenerazione del citrato. Uno dei gruppi carbossilici del succinato si piega e diventa la testa dell’uccello volante. Il malato (3, Fig. 1) contiene tutti i pezzi della molecola di citrato tranne l’ala mancante, che deve essere fornita da AcCoA nella sua condensazione con ossalacetato.