Ciclul Krebs - principalele etape și semnificația pentru sistemele biologice

Cea mai mare parte a energiei chimice de carbon este eliberată în condiții aerobe cu participarea oxigenului. Ciclul Krebs este numit și ciclul de acid citric sau respirația celulară. Mulți oameni de știință au luat parte la descifrarea reacțiilor individuale ale acestui proces: A. Szent-Gyorgyi, A. Lenringer, H. Krebs, al cărui nume este ciclul SE Severin și alții.

Există o corelație strânsă între digestia anaerobă și aerobă a carbohidraților. În primul rând, se exprimă în prezența acidului piruvic, care sfârșește digestia anaerobă a carbohidraților și începe respirația celulară (ciclul Krebs). Ambele faze sunt catalizate de aceleași enzime. Energia chimică este eliberată în timpul fosforilării, este rezervată sub formă de macroergi de ATP. În reacțiile chimice participă aceleași coenzime (NAD, NADP) și cationi. Diferențele sunt după cum urmează: în cazul în care defalcarea anaerobă a glucidelor localizate predominant în hyaloplasm, reacțiile respirației celulare apar în principal în mitocondrii.

În anumite condiții, se observă antagonism între cele două faze. Astfel, în prezența oxigenului rata de reacție glicoliza scade brusc (efectul Pasteur). Produsele de glicoliză pot inhiba metabolismul aerobic al carbohidraților (efectul Crabtree).

Ciclul Krebs are un număr de reacții chimice, ca urmare a faptului că produsele de scindare a carbohidraților sunt oxidate la dioxid de carbon și apă și energia chimică este acumulată în compușii macroergici. În timpul respirației celulare se formează un "purtător" - acid oxaloacetic (SHCHO). Ulterior, condensarea are loc cu "purtătorul" reziduului de acid acetic activat. Există acid tricarboxilic - lămâie. În timpul reacțiilor chimice, în ciclu există o "rulare" a restului de acid acetic. Din fiecare moleculă acid piruvic se formează optsprezece molecule de adenozin trifosfat. La sfârșitul ciclului, se eliberează un "purtător" care reacționează cu noile molecule ale restului de acid acetic activat.

Krebs ciclu: reacții

Dacă produsul final al digestiei anaerobe a carbohidraților este acidul lactic, atunci sub influența lactatului dehidrogenazei, acesta este oxidat în acid piruvic. O parte din moleculele de acid piruvic se referă la sinteza "purtătorului" SHCH sub influența enzimei piruvat carboxilazei și în prezența ionilor de Mg2 +. O parte din moleculele de acid piruvic este sursa formării "acetatului activ" - acetilcoenzimă A (acetil-CoA). Reacția se desfășoară sub influența piruvatdehidrogenazei. Acetil-CoA conține conexiune macroergică, în care se acumulează aproximativ 5-7% din energie. Cea mai mare parte a energiei chimice este formată ca urmare a oxidării "acetatului activ".

Sub influența sintetazei citratului, ciclul Krebs începe să funcționeze, ceea ce duce la formarea acidului citrat. Acest acid sub influența hidratazei aconitice este dehidrogenat și transformat în acid cis-aconitic, care după adăugarea moleculei de apă se transformă într-un acid izomonic. Între cei trei acizi tricarboxilici se stabilește un echilibru dinamic.

acidul izocitric este oxidat la oxalosuccinic, care este decarboxilat și transformată în acid alfa cetoglutaric. Reacția este catalizată de enzima izocitrat dehidrogenază. acid alfa-cetoglutaric sub influența enzimei 2-oxo- (alfa-ceto) -glutaratdegidrogenazy decarboxilat, având ca rezultat formarea de succinil-CoA care cuprinde legătură energetică.

In urmatoarea etapa succinil-CoA de enzima succinil-CoA sintetazei transmite energie bond GDF (acid guanozindifosfatnoy). GTP (acid guanozintrifosfatnaya) sub influența adenilat enzimei trimite legătură GTP-energie AMP (acid adenozinmonofosfatnoy). Ciclul Krebs: formule - GTP + AMP - GDF + ADP.

Acidul succinic sub influența enzimei succinat dehidrogenază (SDG) este oxidat în acid fumaric. Coenzima LDH este dinucleotida de adenină a flavinului. Fumaratul sub influența enzimei fumarat hidratază este transformat în acid malic, care la rândul său este oxidat, formând SCOK. Dacă sistemul de acetil-CoA este prezent în sistemul de reacție, SCOQ este din nou inclus în ciclul acidului tricarboxilic.

Astfel, o moleculă de glucoză este format la 38 molecule de ATP (două - datorită glicolizei anaerobă, șase - ca rezultat al oxidării a două molecule NADmiddot-H + H +, care se formează în timpul oksireduktsii glicolitic și 30 - din cauza TCA). Coeficientul de eficiență al TSC este de 0,5. Energia rămasă este disipată sub formă de căldură. TCA este oxidat de acid lactat 16-33%, restul masei sale este în resinteza glicogen.