Krebsov ciklus - glavne etape i značenje za biološke sustave

Veći dio kemijske energije ugljika oslobađa se pod aerobnim uvjetima uz sudjelovanje kisika. Krebsov ciklus također se naziva ciklusom limunske kiseline ili staničnog disanja. Mnogi su znanstvenici sudjelovali u dešifriranju pojedinih reakcija ovog procesa: A. Szent-Gyorgyi, A. Lenringer, H. Krebs, čije je ime ciklus, SE Severin i drugi.

Postoji uska povezanost između anaerobne i aerobne probave ugljikohidrata. Prije svega, ona se izražava u prisutnosti piruvatne kiseline, koja završava anaerobnu digestiju ugljikohidrata i počinje stanično disanje (ciklus Krebs). Obje faze katalizirane su istim enzimima. Kemijska energija oslobađa fosforilacija, rezerviran kao macroergs ATP. Kemijske reakcije uključeni su isti koenzime (NAD, NADP) i kationa. Razlike su sljedeće: ako anaerobni razgradnju ugljikohidrata uglavnom lokaliziran u hyaloplasm, stanični respiratorni reakcije javljaju se uglavnom u mitohondrijima.

Pod određenim uvjetima, antagonizam se promatra između dvije faze. Tako, u prisutnosti kisika brzina reakcije glikoliza se naglo smanjuje (Pasteurov učinak). Proizvodi glikolize mogu inhibirati aerobni metabolizam ugljikohidrata (Crabtree efekt).

Krebsov ciklus ima brojne kemijske reakcije, zbog čega se proizvodi ugljikohidratnog cijepanja oksidiraju u ugljični dioksid i vodu, a kemijska energija se nakuplja u makroergijskim spojevima. Tijekom staničnog disanja nastaje "nosač" - oksaloctena kiselina (SHCHO). Nakon toga dolazi do kondenzacije s "nosačem" aktiviranog ostatka octene kiseline. Postoji trikarboksilna kiselina - limun. Tijekom kemijskih reakcija dolazi do "prometa" ostatka octene kiseline u ciklusu. Iz svake molekule piruvinska kiselina nastaju osamnaest molekula adenozin trifosfata. Na kraju ciklusa otpušta se "nosač" koji reagira s novim molekulama aktiviranog ostatka octene kiseline.

Krebsov ciklus: reakcije

Ako je krajnji proizvod anaerobne probave ugljikohidrata mliječna kiselina, tada se pod utjecajem laktat dehidrogenaze oksidira u piruvatnu kiselinu. Dio molekula piruvinske kiseline ide do sinteze "nosača" SHCH pod utjecajem enzima piruvat karboksilaze i u prisutnosti Mg2 + iona. Dio molekula piruvinske kiseline izvor je stvaranja "aktivnog acetata" - acetilkoenzima A (acetil-CoA). Reakcija se izvodi pod utjecajem piruvat-dehidrogenaze. Acetil-CoA sadrži makroergijska veza, u kojem se nakuplja oko 5-7% energije. Veći dio kemijske energije nastaje kao rezultat oksidacije "aktivnog acetata".

Pod utjecajem citratne sintetaze počinje sam rad Krebsovog ciklusa, što dovodi do formiranja citratne kiseline. Ova kiselina pod utjecajem aconitate hidrataze se dehidrogenizira i prevodi u cis-akonitnu kiselinu koja nakon dodavanja molekule vode pretvori u izomonsku kiselinu. Između tri tricarboksilne kiseline uspostavlja se dinamička ravnoteža.

Izolimunska kiselina se oksidira u oxalosuccinic, koji se dekarboksilira i preveden u a-ketoglutarne kiseline. Reakcija je katalizirana enzimom izocitrat dehidrogenaze. Alfa-ketoglutarne kiseline pod utjecajem enzima (2-okso-a-keto) -glutaratdegidrogenazy dekarboksiliran, što je rezultiralo formiranjem sukcinil-CoA uključuje energetsku vezu.

U sljedećem koraku sukcinil-CoA od strane enzima sukcinil-CoA sintetaze prenosi energiju veza GDF (guanozindifosfatnoy kiseline). GTP (guanozintrifosfatnaya kiselina) pod utjecajem enzima adenilat šalje GTP-veza energije AMP (adenozinmonofosfatnoy kiseline). Krebsov ciklus: formule - GTP + AMP - GDF + ADP.

Sukcinatna kiselina pod utjecajem enzima sukcinat dehidrogenaze (SDG) oksidira se u fumarnu kiselinu. Koenzim LDH je flavin adenin dinukleotid. Fumarate pod utjecajem enzima fumarat hidrataze pretvori se u jabučnu kiselinu, koja se pak oksidira, stvarajući SCOK. Ako je acetil-CoA sustav prisutan u reakcijskom sustavu, SCOQ je ponovno uključen u ciklus trikarboksilne kiseline.

Tako, jedna molekula glukoze nastaje 38 molekula ATP (dva - zbog anaerobnu glikolizu, šest - kao rezultat oksidacije dvije molekule NADmiddot-H + H +, koji se stvaraju tijekom glikolitičke oksireduktsii i 30 - zbog TCA). Koeficijent učinkovitosti TSC je 0,5. Preostala energija se raspršuje u obliku topline. TCA se oksidira 16-33% mliječne kiseline, ostatak njegove mase u resynthesis glikogena.