Цикл лимонной кислоты или обзор цикла Кребса

01
из 03

Обзор цикла лимонной кислоты

Цикл лимонной кислоты, также известный как цикл Кребса или цикл трикарбоновой кислоты (TCA), представляет собой серию химических реакций в клетке, которые расщепляют молекулы пищи на углекислый газ, воду. , и энергия. У растений и животных (эукариот) эти реакции происходят в матриксе митохондрий клетки как часть клеточного дыхания. Многие бактерии также выполняют цикл лимонной кислоты, хотя у них нет митохондрий, поэтому реакции происходят в цитоплазме бактериальных клеток. У бактерий (прокариот) плазматическая мембрана клетки используется для обеспечения протонного градиента для производства АТФ.

Сэру Гансу Адольфу Кребсу, британскому биохимику, приписывают открытие цикла. Сэр Кребс обрисовал этапы цикла в 1937 году. По этой причине его часто называют циклом Кребса. Он также известен как цикл лимонной кислоты, для молекулы, которая потребляется, а затем регенерируется. Другое название лимонной кислоты – трикарбоновая кислота, поэтому набор реакций иногда называют циклом трикарбоновых кислот или циклом TCA.

Химическая реакция цикла лимонной кислоты

Общая реакция цикла лимонной кислоты:

Ацетил-КоА + 3 НАД + + Q + GDP + P i + 2 H 2 O → CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH 2 + GTP + 2 CO 2

где Q – убихинон, а P i – неорганический фосфат

02
из 03

Этапы цикла лимонной кислоты

Чтобы пища попала в цикл лимонной кислоты, она должна быть разорвана на ацетильные группы (CH 3 CO). В начале цикла лимонной кислоты ацетильная группа объединяется с четырехуглеродной молекулой, называемой оксалоацетатом, с образованием шестиуглеродного соединения, лимонной кислоты. Во время цикла молекула лимонной кислоты перестраивается и лишается двух атомов углерода. Выбрасываются углекислый газ и 4 электрона. В конце цикла остается молекула оксалоацетата, которая может объединиться с другой ацетильной группой, чтобы снова начать цикл..

Субстрат → Продукты (Фермент)

Оксалоацетат + Ацетил-КоА + H 2 O → Цитрат + CoA-SH (цитратсинтаза)

Цитрат → цис-аконитат + H 2 O (аконитаза)

цис -Аконитат + H 2 O → Изоцитрат (аконитаза)

Изоцитрат + NAD + оксалосукцинат + NADH + H + (изоцитратдегидрогеназа)

Оксалосукцинат α-кетоглутарат + CO2 (изоцитратдегидрогеназа)

α-кетоглутарат + NAD + + CoA-SH → Succinyl-CoA + NADH + H + + CO 2 (α-кетоглутаратдегидрогеназа)

сукцинил-CoA + GDP + P i → Сукцинат + CoA-SH + GTP (сукцинил-CoA синтетаза)

Сукцинат + убихинон (Q) → Фумарат + убихинол (QH 2 ) (сукцинатдегидрогеназа )

Фумарат + H 2 O → L-малат (фумараза)

L-малат + NAD + → оксалоацетат + NADH + H + (малатдегидрогеназа)

03
of 03

Функции Кребса Цикл

Цикл Кребса – это ключевой набор реакций для аэробного клеточного дыхания. Некоторые из важных функций цикла включают:

  1. Он используется для получения химической энергии из белков, жиров и углеводов. АТФ – это производимая молекула энергии. Чистый прирост АТФ составляет 2 АТФ за цикл (по сравнению с 2 АТФ для гликолиза, 28 АТФ для окислительного фосфорилирования и 2 АТФ для ферментации). Другими словами, цикл Кребса связывает метаболизм жиров, белков и углеводов.
  2. Цикл можно использовать для синтеза предшественников аминокислот.
  3. Реакции производят молекула НАДН, которая является восстановителем, используемым в различных биохимических реакциях.
  4. Цикл лимонной кислоты восстанавливает флавинадениндинуклеотид (ФАДН), еще один источник энергии.

Происхождение цикла Кребса

Цикл лимонной кислоты или цикл Кребса – не единственный набор химических реакций, которые клетки могут использовать для высвобождения химической энергии, однако он является наиболее эффективным. . Возможно, цикл имеет абиогенное происхождение, предшествующее жизни. Возможно, цикл развивался более одного раза. Часть цикла происходит из реакций, которые происходят у анаэробных бактерий.

Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий