Krebsův cyklus - hlavní etapy a význam pro biologické systémy

Velká část chemické energie uhlíkuse uvolňuje za aerobních podmínek za účasti kyslíku. Krebsův cyklus se také nazývá cyklus kyseliny citronové nebo buněčné dýchání. V dekódování jednotlivé reakce procesu se zúčastnila řada vědců: A. Szent-Györgyi, A. Lehninger, X. Krebsova cyklu je název, SE Severin a další.

Mezi anaerobním a aerobním trávenímuhlohydráty existuje úzká korelace. Nejdříve se vyskytuje v přítomnosti kyseliny pyrohroznové, která končí anaerobní digesci sacharidů a začíná buněčné dýchání (Krebsův cyklus). Obě fáze jsou katalyzovány stejnými enzymy. Chemická energie se uvolňuje během fosforylace, je vyhrazena ve formě makroergů ATP. Při chemických reakcích se účastní stejné koenzymy (NAD, NADP) a kationty. Rozdíly jsou následující: pokud je anaerobní trávení sacharidů lokalizováno hlavně v hyaloplazmě, reakce buněčného dýchání probíhají hlavně v mitochondriích.

Za určitých podmínek je pozorován antagonismusmezi oběma fázemi. Takže v přítomnosti kyslíku rychlost glykolýzní reakce prudce klesá (Pasteurův účinek). Produkty glykolýzy mohou inhibovat aerobní metabolismus sacharidů (efekt Crabtree).

Krebsův cyklus má řadu chemických reakcíkteré vedou k rozkladným produktům uhlovodíků oxidovaných na oxid uhličitý a vodu a chemická energie se akumuluje v makroergických sloučeninách. Během buněčného dýchání vzniká "nosič" - kyselina oxalooctová (SHCHO). Následně dochází ke kondenzaci s "nosičem" aktivovaného zbytku kyseliny octové. K dispozici je kyselina trikarboxylová - citrón. V průběhu chemických reakcí dochází k "obratu" zbytku kyseliny octové v cyklu. Osmnáct molekul adenosintrifosfátu se tvoří z každé molekuly kyseliny pyrohroznové. Na konci cyklu se uvolňuje "nosič", který reaguje s novými molekulami aktivovaného zbytku kyseliny octové.

Krebsův cyklus: reakce

Pokud je konečný produkt anaerobního rozkladuuhlohydráty je kyselina mléčná, pak pod vlivem laktátdehydrogenázy je oxidována na kyselinu pyrohroznovou. Část molekul kyseliny pyrohroznové vede k syntéze "nosiče" SHCH pod vlivem enzymu pyruvátkarboxylázy a v přítomnosti iontů Mg2 +. Část molekul kyseliny pyrohroznové je zdrojem tvorby "aktivního acetátu" - acetylkoenzymu A (acetyl-CoA). Reakce se provádí pod vlivem pyruvát dehydrogenázy. Acetyl-CoA obsahuje makroergickou vazbu, ve které je zhruba 5 až 7% energie. Většina chemické energie vzniká v důsledku oxidace "aktivního acetátu".

Pod vlivem citrátové syntetázy začínáVlastně samotný Krebsův cyklus, který vede k tvorbě kyseliny citronové. Tato kyselina pod vlivem akonitové hydratázy se dehydrogenuje a převede na kyselinu cis-akonovou, která se po přidání molekuly vody změní na izomonovou kyselinu. Mezi třemi trikarboxylovými kyselinami se stanoví dynamická rovnováha.

Nerozpustná kyselina se oxiduje naoxalo-jantarová, která je dekarboxylována a převedena na kyselinu alfa-ketoglutarovou. Reakce je katalyzována enzymem isocitrát dehydrogenasa. Kyselina alfa-ketoglutarová se dekarboxyluje pod vlivem enzymu 2-oxo- (alfa-keto) -glutarátdehydrogenázy, což vede k tvorbě sukcinyl-CoA obsahující makroergickou vazbu.

V dalším kroku působí sukcinyl-CoAenzym sukcinyl-CoA syntetáza přenáší vysokoenergetickou vazbu GDF (kyselina guanosin-difosfátová). GTP (kyselina guanozin trifosfátová) pod vlivem enzymu GTP-adenylát kináza poskytuje makroergické spojení AMP (adenosinmonofosfátová kyselina). Krebsův cyklus: vzorce - GTP + AMP - GDF + ADP.

Jantarová kyselina pod vlivem enzymuSuccinát dehydrogenasa (SDG) se oxiduje na kyselinu fumarovou. Koenzym LDH je flavin adenin dinukleotid. Fumarát pod vlivem enzymu fumaráthydratasy se převádí na kyselinu jablečnou, která je zase oxidována a tvoří SCOK. Je-li v reakčním systému přítomen systém acetyl-CoA, SCOQ je znovu zařazen do cyklu kyseliny trikarboxylové.

Takže z jedné molekuly glukózy se tvoří až 38ATP (dva - vzhledem k anaerobní glykolýzy, šest - v důsledku oxidace dvou molekul NAD · M + H +, které se tvoří v průběhu glykolytické oksireduktsii a 30 - v důsledku TCA). Koeficient účinnosti TSC je 0,5. Zbývající energie se rozptýlí ve formě tepla. TCA se oxiduje 16 až 33% kyseliny mléčné, zbytek jeho hmotnosti je v resyntézou glykogenu.