Krebsov ciklus - glavne faze in pomen za biološke sisteme

Večji del kemične energije ogljika se sprošča pod aerobnimi pogoji s sodelovanjem kisika. Krebsov cikel se imenuje tudi cikel citronske kisline ali celično dihanje. Mnogi znanstveniki so sodelovali pri dešifriranju posameznih reakcij tega procesa: A. Szent-Gyorgyi, A. Lenringer, H. Krebs, katerega ime je cikel, SE Severin in drugi.

Obstaja tesna povezava med anaerobno in aerobno razgradnjo ogljikovih hidratov. Najprej se izrazi v prisotnosti piruvinske kisline, ki konča anaerobno digestijo ogljikovih hidratov in začne celično dihanje (cikel Krebs). Obe fazi katalizirajo enaki encimi. Kemična energija se sprosti med fosforilacijo, rezervirana je v obliki makroergov ATP. Pri kemijskih reakcijah sodelujejo iste koencimov (NAD, NADP) in kationi. Razlike so naslednje: če anaerobna razčlenitev ogljikovih hidratov pretežno lokaliziran v hyaloplasm se celično dihanje Pojavijo se pretežno v mitohondrijih.

Pod določenimi pogoji se med obema fazama opazuje nasprotje. Tako v prisotnosti kisika reakcijska hitrost glikoliza se močno zmanjša (učinek Pasteurja). Izdelki glikolize lahko zavirajo aerobno presnovo ogljikovih hidratov (učinek Crabtree).

Krebsov cikel ima vrsto kemičnih reakcij, zaradi česar se produkti ogljikovega hidrata razgradijo v ogljikov dioksid in vodo, kemična energija pa se nabira v makroergičnih spojinah. Med celično dihanjem se tvori "nosilec" - oksaloocetna kislina (SHCHO). Nato se kondenzira z "nosilcem" aktiviranega ostanka ocetne kisline. Obstaja trikarboksilna kislina - limona. V času kemičnih reakcij je v ciklu "preobrat" preostanka ocetne kisline. Iz vsake molekule piruvična kislina Nastanejo osemnajst molekul adenozin trifosfata. Na koncu cikla se sprosti "nosilec", ki reagira z novimi molekulami aktiviranega ostanka ocetne kisline.

Krebsov cikel: reakcije

Če je končni produkt anaerobne digestije ogljikovih hidratov mlečna kislina, se pod vplivom laktatne dehidrogenaze oksidira v piruvčno kislino. Del molekul piruvinske kisline gre v sintezo "nosilca" SHCH pod vplivom encima piruvat karboksilaze in v prisotnosti ionov Mg2 +. Del molekul piruvinske kisline je vir tvorbe "aktivnega acetata" - acetilcoenzima A (acetil-CoA). Reakcija poteka pod vplivom piruvat dehidrogenaze. Acetil-CoA vsebuje makroergična povezava, v kateri se nabira približno 5-7% energije. Večina kemične energije nastane kot posledica oksidacije "aktivnega acetata".

Pod vplivom citrat sintetaze sam začne delovati Krebsov cikel, kar vodi v nastanek citratne kisline. To kislino pod vplivom aconitatne hidrataze je dehidrogenirana in pretvorjena v cis-akonitno kislino, ki se po dodajanju molekule vode pretvori v izomonsko kislino. Med tremi trikarboksilnimi kislinami se ugotovi dinamično ravnovesje.

Izolizionska kislina se oksidira v oksalil jantarno kislino, ki je dekarboksilirana in pretvorjena v alfa-ketoglutatnu kislino. Reakcijo katalizira encim izocitrat dehidrogenaza. Alfa-ketoglutarno kislino pod vplivom encima 2-okso (alfa-keto) -glutaratdegidrogenazy dekarboksiliramo, kar ima za posledico tvorbo sukcinil-CoA ki obsega energetsko vez.

V naslednji stopnji sukcinil-CoA pod delovanjem encima sukcinil-CoA sintetaze prenaša visokoenergetsko vez GDF (gvanozin difosfatne kisline). GTP (gvanozin trifosfatna kislina) pod vplivom encima GTP-adenilat kinaze daje makroergično povezavo AMP (adenozin monofosfatna kislina). Krebsov cikel: formule - GTP + AMP - GDF + ADP.

Sukcinska kislina pod vplivom encima sukcinat dehidrogenaze (SDG) se oksidira v fumarno kislino. Koencim LDH je flavin adenin dinukleotid. Fumarat pod vplivom encima fumarat hidrataze pretvorimo v jabolčno kislino, ki se nato oksidira in tvori SCOK. Če je v reakcijskem sistemu prisoten sistem acetil-CoA, je SCOQ ponovno vključen v ciklični trikarboksilni kislini.

Tako je ena molekula glukoze tvori do 38 molekul ATP (dve - zaradi anaerobne glikolize, šest - zaradi oksidacije dveh molekul NADmiddot-H + H +, ki se tvorijo med glikolitski oksireduktsii in 30 - zaradi STS). Koeficient učinkovitosti TSC je 0,5. Preostala energija se razprši v obliki toplote. STS oksidira 16-33% laktatno kislino, preostali del mase je v resynthesis glikogena.