Krebs ciklus - a biológiai rendszerek főbb fázisai és jelentősége

A szén kémiai energiájának nagy részeaerob körülmények között szabadul fel oxigénnel való részvételével. A Krebs ciklust a citromsav ciklusának vagy a sejtes légzésnek is nevezik. Sok tudós vett részt a folyamat egyes reakcióinak megfejtésében: A. Szent-Gyorgyi, A. Lenringer, H. Krebs, akinek a neve a ciklus, SE Severin és mások.

Anaerob és aerob emésztés közötta szénhidrátok szoros korrelációt mutatnak. Először is piruvavasav jelenlétében fejezzük ki, amely a szénhidrátok anaerob emésztését végzi, és sejtes légzést indít (Krebs ciklus). Mindkét fázist ugyanazok az enzimek katalizálja. A kémiai energia felszabadul a foszforiláció során, az ATP makroszkópjaiban van fenntartva. A kémiai reakciókban ugyanazok a koenzimek (NAD, NADP) és kationok vesznek részt. A különbségek a következők: ha a szénhidrátok anaerob emésztése elsősorban a hialoplazmában lokalizálódik, a sejtes légzés reakciói főként a mitokondriában fordulnak elő.

Bizonyos körülmények között antagonizmus figyelhető megmindkét fázis között. Így oxigén jelenlétében a glikolízis sebessége gyorsan csökken (Pasteur-hatás). A glikolízis termékek gátolhatják a szénhidrátok aerob metabolizmusát (Crabtree-hatás).

A Krebs ciklusban számos kémiai reakció van,amelyek a szénhidrátok szén-dioxidra és vízbe oxidált bomlástermékeit eredményezik, és a kémiai energia felgyülemlik a makrobiális vegyületekben. A sejtes légzés során "hordozó" - oxaloecetsav (SHCHO) képződik. Ezután az aktivált ecetsav-maradék "hordozójával" kondenzálódik. Van trikarbonsav - citrom. A kémiai reakciók során az ecetsav többi részének "forgalma" van a ciklusban. Minden egyes piruvinsav-molekulából tizennyolc molekula adenozin-trifoszfát képződik. A ciklus végén egy "hordozót" szabadít fel, amely reagál az aktív ecetsav maradék új molekuláival.

Krebs ciklus: reakciók

Ha az anaerob emésztés végtermékeA szénhidrátok a tejsav, majd a laktát dehidrogenáz hatására piruvavasavvá oxidálódik. A piruvinsav molekuláinak egy része a SHCH "hordozója" szintéziséhez kapcsolódik a piruvát-karboxiláz enzim hatására és Mg2 + ionok jelenlétében. A piroszőlősav molekulák egy része az "aktív acetát" - acetil-koenzim A (acetil-CoA) képződésének forrása. A reakciót piruvát-dehidrogenáz hatására végezzük. Az acetil-CoA makrobiális kötést tartalmaz, amelyben az energia kb. 5-7% -a halmozódik fel. A kémiai energia nagy része az "aktív acetát" oxidációjának eredménye.

A citrát szintetáz hatása alatt megkezdődikValójában maga a Krebs ciklus, amely citromsav képzéséhez vezet. Ez a sav az akonitát hidratáz hatása alatt dehidrogénezik és cisz-akonitsavvá alakítják át, amely a vízmolekula hozzáadása után izomonsavvá alakul. A három trikarbonsav között dinamikus egyensúly alakul ki.

Az oldhatatlan sav oxidálódikoxalosuccinic, melyet dekarboxilezve, és átalakítjuk az alfa-ketoglutársav. A reakciót az izocianát-dehidrogenáz enzim katalizálja. Alpha-ketoglutársav hatása alatt az enzim 2-oxo- (alfa-keto) -glutaratdegidrogenazy dekarboxilezett, így a képződését szukcinil-CoA tartalmazó kötési energiája.

A következő lépésben a szukcinil-CoA-t alkalmazzukA szukcinil-CoA szintetáz enzim a GDF (guanozin-difoszfát-sav) nagy energiájú kötését hordozza. A GTP-adenilát-kináz enzim hatása alatt a GTP (guanozin-trifoszfát-sav) hatására az AMP (adenozin-monofoszfát-sav) makrobiális kapcsolata adja. Krebs ciklus: képletek - GTP + AMP - GDF + ADP.

Amber sav az enzim hatása alattA szukcinát-dehidrogenáz (SDG) fumársavvá oxidálódik. Az LDH koenzimje flavin adenin dinukleotid. Az fumarát-hidratáz enzim hatására fumarátot almasavvá alakítanak, ami viszont oxidálódik, és SCOK-t képez. Ha az acetil-CoA rendszer jelen van a reakciórendszerben, akkor az SCOQ ismét beletartozik a trikarbonsav ciklusba.

Tehát egy molekulából a glükóz 38-ig alakul kiATP molekulák (két anaerob glikolízis miatt, hat a két NADH + H + molekulának oxidációja miatt, amelyek a glikolitikus oxidoredukció során keletkeztek, és 30 a CTC miatt). A TSC hatékonysági együtthatója 0,5. A fennmaradó energiát hő formájában disszipálják. A CTC 16-33% laktát savakat oxidál, a maradék tömege a glikogén szintéziséhez vezet.