Ciclul Krebs - principalele etape și semnificația pentru sistemele biologice

Cea mai mare parte a energiei chimice de carboneste eliberat 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.

Între digestia anaerobă și aerobăcarbohidrații există o corelație strânsă. În primul rând, se exprimă în prezența acidului piruvic, care este finalizat digestia anaerobă a carbohidraților și începe respirația celulară (ciclul Krebs). Ambele faze sunt catalizate de aceleași enzime. Energia chimică eliberată prin fosforilare, este rezervat ca macroergs 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 antagonismîntre ambele faze. Astfel, în prezența oxigenului, rata reacției de glicoliză scade drastic (efectul Pasteur). Produsele de glicoliză pot inhiba metabolismul aerobic al carbohidraților (efectul Crabtree).

Ciclul Krebs are un număr de reacții chimice, încare au ca rezultat produsele de descompunere ale carbohidraților oxidați la dioxid de carbon și apă, iar 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. Optsprezece molecule de adenozin trifosfat se formează din fiecare moleculă de acid piruvic. La sfârșitul ciclului, se eliberează un "purtător" care reacționează cu noile molecule ale restului de acid acetic activat.

Krebs ciclu: reacții

În cazul în care produsul final al digestiei anaerobecarbohidrații sunt acidul lactic, apoi sub influența lactatului dehidrogenazei se oxidează la acidul 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 o legătură 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 începeDe fapt, chiar ciclul Krebs, care conduce la formarea acidului citric. 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 insolubil este oxidat laoxalo-succinic, care este decarboxilat și transformat în acid alfa-ketoglutaric. 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.

În etapa următoare, succinil-CoA în acțiuneenzima succinil-CoA sintetază transmite o legătură energetică ridicată a GDF (acidul difosfat de guanozină). GTP (acidul guanozin trifosfat) sub influența enzimei GTP-adenilat kinază dă conexiunea macroergică a AMP (acidul adenozin monofosfat). Ciclul Krebs: formule - GTP + AMP - GDF + ADP.

Acidul auriu sub influența enzimeiSuccinatul dehidrogenază (SDG) este oxidat în acid fumărie. 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 pentru a forma SHCHO. În prezența acetil-CoA în sistemul de reacție, SCOQ este din nou inclus în ciclul acidului tricarboxilic.

Deci, dintr-o moleculă de glucoză se formează până la 38Molecule ATP (două datorită glicolizei anaerobe, șase datorită oxidării a două molecule NADH + H + care s-au format în timpul oxidoreducției glicolitic și 30 datorită CTC). Coeficientul de eficiență al TSC este de 0,5. Energia rămasă este disipată sub formă de căldură. CTC oxidează acidul lactat de 16-33%, restul masei sale ajungând la resinteza glicogenului.