Krebs-cyclus - de belangrijkste stadia en betekenis voor biologische systemen

Het grootste deel van de chemische energie van koolstofwordt vrijgegeven onder aerobe omstandigheden met de deelname van zuurstof. De Krebs-cyclus wordt ook wel de cyclus van citroenzuur of cellulaire ademhaling genoemd. Veel wetenschappers hebben deelgenomen aan het ontcijferen van de individuele reacties van dit proces: A. Szent-Gyorgyi, A. Lenringer, H. Krebs, wiens naam de cyclus is, SE Severin en anderen.

Tussen anaerobe en aerobe spijsverteringkoolhydraten is er een nauwe correlatie. Ten eerste komt het tot expressie in de aanwezigheid van pyrodruivenzuur, dat anaërobe afbraak van koolhydraten beëindigt en begint met cellulaire ademhaling (Krebs-cyclus). Beide fasen worden gekatalyseerd door dezelfde enzymen. De chemische energie komt vrij tijdens fosforylatie, het is gereserveerd in de vorm van macro-energieën van ATP. Bij chemische reacties nemen dezelfde co-enzymen (NAD, NADP) en kationen deel. De verschillen zijn als volgt: als anaerobe digestie van koolhydraten voornamelijk gelokaliseerd is in het hyaloplasma, vinden de reacties van cellulaire ademhaling voornamelijk plaats in de mitochondriën.

Onder bepaalde omstandigheden wordt antagonisme waargenomentussen beide fasen. Aldus neemt in aanwezigheid van zuurstof de snelheid van de glycolysereactie sterk af (Pasteur-effect). De glycolyseproducten kunnen het aërobe metabolisme van koolhydraten remmen (het Crabtree-effect).

De Krebs-cyclus kent een aantal chemische reacties, indie resulteren in de afbraakproducten van koolhydraten geoxideerd tot koolstofdioxide en water, en de chemische energie wordt geaccumuleerd in de macro-actieve verbindingen. Tijdens cellulaire ademhaling wordt een "drager" - oxaloacetic acid (SHCHO) gevormd. Vervolgens vindt condensatie plaats met de "drager" van het geactiveerde azijnzuurresidu. Er is tricarboxylzuur - citroen. Tijdens chemische reacties is er een "omzet" van de rest van azijnzuur in de cyclus. Achttien moleculen van adenosinetrifosfaat worden gevormd uit elk molecuul pyrodruivenzuur. Aan het einde van de cyclus komt een "drager" vrij die reageert met de nieuwe moleculen van de geactiveerde azijnzuurrest.

Krebs-cyclus: reacties

Als het eindproduct van anaerobe spijsverteringkoolhydraten is melkzuur, vervolgens wordt het onder invloed van lactaat dehydrogenase geoxideerd tot pyrodruivenzuur. Een deel van de moleculen van pyrodruivenzuur gaat naar de synthese van de "drager" van de SHCH onder invloed van het pyruvaatcarboxylase-enzym en in de aanwezigheid van Mg2 + -ionen. Een deel van de moleculen van pyrodruivenzuur is de bron van de vorming van "actief acetaat" - acetylcoenzyme A (acetyl-CoA). De reactie wordt uitgevoerd onder invloed van pyruvaat dehydrogenase. Acetyl-CoA bevat een macro-actieve binding, waarbij ongeveer 5-7% van de energie wordt geaccumuleerd. Het grootste deel van de chemische energie wordt gevormd als gevolg van de oxidatie van "actief acetaat".

Onder invloed van citraat begint synthetaseEigenlijk fietst de Krebs zelf, wat leidt tot de vorming van citroenzuur. Dit zuur onder invloed van aconitaathydratase wordt gedehydrogeneerd en omgezet in cis-aconietzuur, dat na de toevoeging van het watermolecuul verandert in een isomonisch zuur. Tussen de drie tricarbonzuren is een dynamisch evenwicht tot stand gebracht.

Onoplosbaar zuur wordt geoxideerd totoxalo-barnsteenzuur, dat is gedecarboxyleerd en omgezet in alfa-ketoglutaarzuur. De reactie wordt gekatalyseerd door het enzym isocitraat dehydrogenase. Alfa-ketoglutaarzuur wordt gedecarboxyleerd onder de invloed van het enzym 2-oxo- (alfa-keto) -glutaraat dehydrogenase, wat resulteert in de vorming van succinyl CoA dat een macro-actieve koppeling bevat.

In de volgende stap is succinyl-CoA in actieenzym succinyl-CoA synthetase zendt een hoge energiebinding van GDF (guanosinedifosfaatzuur) uit. GTP (guanosinetrifosfaatzuur) onder invloed van het enzym GTP-adenylaatkinase geeft de macro-actieve verbinding van AMP (adenosine monofosfaat zuur). Krebs-cyclus: formules - GTP + AMP - GDF + ADP.

Amberzuur onder invloed van enzymSuccinaatdehydrogenase (SDG) wordt geoxideerd tot fumaarzuur. Het co-enzym van LDH is flavine-adenine-dinucleotide. Fumaraat onder invloed van het enzym fumaraathydratase wordt omgezet in appelzuur, dat op zijn beurt wordt geoxideerd, waardoor SCOK wordt gevormd. In de aanwezigheid van acetyl-CoA in het reactiesysteem wordt de SCOQ opnieuw opgenomen in de tricarbonzuurcyclus.

Dus, van een molecuul glucose is gevormd tot 38ATP-moleculen (twee vanwege anaerobe glycolyse, zes vanwege de oxidatie van twee NADH + H + -moleculen die werden gevormd tijdens de glycolytische oxidoreductie en 30 vanwege de CTC). De efficiëntiecoëfficiënt van de TSC is 0,5. De resterende energie wordt gedissipeerd in de vorm van warmte. De CTC oxideert 16-33% lactaatzuur, de rest van de massa gaat naar de hersynthese van glycogeen.