Krebs döngüsü neyi etkiler? Krebs Döngüsü nasıl hatırlanır: anımsatıcılar ve hafıza ayetleri

PVK dehidrojenaz reaksiyonunda oluşan asetil-SCoA daha sonra devreye girer trikarboksilik asit döngüsü(TCA döngüsü, sitrik asit döngüsü, Krebs döngüsü). Döngüye piruvatın yanı sıra katabolizma sonucu gelen keto asitler de katılır. amino asitler veya başka maddeler.

Trikarboksilik asit döngüsü

Döngü devam ediyor Mitokondriyal matriks ve temsil eder oksidasyon moleküller asetil-SCoA sekiz ardışık reaksiyonda.

İlk reaksiyonda bağlanırlar asetil Ve oksaloasetat(oksaloasetik asit) oluşturmak için sitrat(sitrik asit), daha sonra sitrik asidin izomerizasyonu meydana gelir izositrat ve eş zamanlı CO2 salınımı ve NAD'ın indirgenmesiyle birlikte iki dehidrojenasyon reaksiyonu.

Beşinci reaksiyonda GTP oluşur, bu reaksiyondur substrat fosforilasyonu. Daha sonra FAD'a bağlı dehidrojenasyon sırayla gerçekleşir süksinat(süksinik asit), hidrasyon fumarova asit malat(malik asit), ardından NAD'a bağlı dehidrojenasyon oluşumuyla sonuçlanır oksaloasetat.

Sonuç olarak döngünün sekiz reaksiyonundan sonra Tekrar oksaloasetat oluşur .

Son üç reaksiyon sözdebiyokimyasal motif(FAD'a bağlı dehidrojenasyon, hidrasyon ve NAD'a bağlı dehidrojenasyon), süksinat yapısına bir keto grubu eklemek için kullanılır. Bu motif aynı zamanda yağ asidi β-oksidasyon reaksiyonlarında da mevcuttur. Ters sırada (kurtarma, de Hidrasyon ve indirgeme) bu motif, yağ asidi sentezi reaksiyonlarında gözlenir.

TsTK'nın İşlevleri

1. Enerji

nesil hidrojen atomları solunum zincirinin işleyişi için, yani üç molekül NADH ve bir molekül FADH2,
tek molekül sentezi GTF(ATP'ye eşdeğer).

2. Anabolik. TTK'da oluşur

hem öncüsü süksinil-SCoA,
Amino asitlere dönüştürülebilen keto asitler α-ketoglutarat glutamik asit için, oksaloasetat aspartik asit için,
limon asidi yağ asitlerinin sentezinde kullanılır,
oksaloasetat Glikoz sentezi için kullanılır.

TCA döngüsünün anabolik reaksiyonları

Trikarboksilik asit döngüsünün düzenlenmesi

Allosterik düzenleme

TCA döngüsünün 1., 3. ve 4. reaksiyonlarını katalize eden enzimler aşağıdakilere duyarlıdır: Allosterik düzenleme metabolitler:

Oksaloasetat mevcudiyetinin düzenlenmesi

Ana Ve ana TCA döngüsünün düzenleyicisi oksaloasetattır, daha doğrusu onun mevcudiyetidir. Oksaloasetatın varlığı asetil-SCoA'yı TCA döngüsüne dahil eder ve süreci başlatır.

Genellikle hücre vardır denge asetil-SCoA oluşumu (glikoz, yağ asitleri veya amino asitlerden) ile oksaloasetat miktarı arasında. Oksaloasetatın kaynağı piruvat, (glikoz veya alaninden oluşur), elde edilen aspartik asit transaminasyon veya AMP-IMP döngüsünün bir sonucu olarak ve ayrıca meyve asitleri amino asitlerin katabolizması sırasında oluşabilen veya diğer işlemlerden gelebilen döngünün kendisi (süksinik, α-ketoglutarik, malik, sitrik).

Piruvattan oksaloasetat sentezi

Enzim aktivitesinin düzenlenmesi piruvat karboksilaz katılımıyla gerçekleştirilen asetil-SCoA. Bu allosterik aktivatör enzim ve onsuz piruvat karboksilaz pratik olarak etkisizdir. Asetil-SCoA biriktiğinde enzim çalışmaya başlar ve oksaloasetat oluşur, ancak elbette yalnızca piruvat varlığında.

Ayrıca çoğunluk amino asitler Katabolizmaları sırasında TCA döngüsünün metabolitlerine dönüşebilirler ve bunlar daha sonra döngünün aktivitesini de koruyan oksaloasetata dönüşürler.

TCA döngüsü metabolit havuzunun amino asitlerden yenilenmesi

Döngünün yeni metabolitlerle (oksaloasetat, sitrat, a-ketoglutarat vb.) yenilenmesi reaksiyonlarına denir. anaplerotik.

Oksaloasetatın metabolizmadaki rolü

Önemli bir rol örneği oksaloasetat keton cisimlerinin sentezini aktive etmeye yarar ve ketoasidoz kan plazması yetersiz oksaloasetat miktarı karaciğerde. Bu durum insüline bağımlı diyabetin (tip 1 diyabet) dekompansasyonu sırasında ve oruç sırasında gözlenir. Bu bozukluklarla karaciğerde glukoneogenez süreci aktive olur, yani. oksaloasetat miktarında bir azalmaya yol açan oksaloasetat ve diğer metabolitlerden glikoz oluşumu. Yağ asidi oksidasyonunun eşzamanlı aktivasyonu ve asetil-SCoA birikimi, asetil grubunun kullanımı için bir yedek yolu tetikler. keton cisimlerinin sentezi. Bu durumda vücutta kan asitlenmesi gelişir ( ketoasidoz) karakteristik bir klinik tabloyla: halsizlik, baş ağrısı, uyuşukluk, kas tonusunda azalma, vücut ısısı ve kan basıncı.

TCA döngüsü reaksiyonlarının hızındaki değişiklikler ve belirli koşullar altında keton cisimciklerinin birikmesinin nedenleri

Oksaloasetat katılımıyla açıklanan düzenleme yöntemi, güzel formülasyonun bir örneğidir " Yağlar karbonhidratların alevinde yanar"Bu, glikozun "yanma alevinin" piruvatın ortaya çıkmasına yol açtığını ve piruvatın yalnızca asetil-SCoA'ya değil aynı zamanda oksaloasetat. Oksaloasetat varlığı, aşağıdakilerden oluşan asetil grubunun dahil edilmesini sağlar yağ asitleriasetil-SCoA formunda,İlk TCA reaksiyonunda.

Kaslarda gözlenen yağ asitlerinin büyük ölçekli "yanması" durumunda fiziksel iş ve karaciğerde oruç Asetil-SCoA'nın TCA döngüsü reaksiyonuna giriş hızı doğrudan oksaloasetat (veya oksitlenmiş glikoz) miktarına bağlı olacaktır.

Oksaloasetat miktarı ise hepatosit yeterli değilse (glikoz yoktur veya pirüvata oksitlenmez), o zaman asetil grubu keton cisimlerinin sentezine gidecektir. Bu ne zaman olur uzun oruç Ve tip 1 diyabet.

TRİKARBOKSİLİK ASİTLER DÖNGÜSÜ (KREBS DÖNGÜSÜ)

Trikarboksilik asit döngüsü ilk olarak İngiliz biyokimyacı G. Krebs tarafından keşfedildi. Ana kaynağı glikolitik dönüşüm olan piruvatın tamamen yanması için bu döngünün önemini ortaya koyan ilk kişi oydu. karbonhidratlar. Daha sonra trikarboksilik asit döngüsünün olduğu gösterildi. asitler neredeyse tüm metabolik yolların birleştiği merkezdir. Böylece, Krebs döngüsü– ortak son yol oksidasyon asetil işlem sırasında dönüştürüldüğü gruplar (asetil-CoA formunda) katabolizma en organik moleküller“hücresel” rolünü oynuyor yakıt»: karbonhidratlar, yağ asitleri Ve amino asitler.

Oksidatif reaksiyon sonucu oluşan dekarboksilasyon piruvat mitokondri asetil-CoA girer Krebs döngüsü. Bu döngü matriste gerçekleşir mitokondri ve sekizden oluşur ardışık reaksiyonlar(Şekil 10.9). Döngü, asetil-CoA'nın oksaloasetat'a eklenmesiyle ve oluşumuyla başlar. sitrik asit (sitrat). Daha sonra limon asidi(altı karbonlu bileşik) seri olarak dehidrojenasyonlar(uzaklaştırılıyor hidrojen) ve iki dekarboksilasyonlar(CO2'nin ortadan kaldırılması) iki karbon kaybeder atom ve yine Krebs döngüsü oksaloasetata (dört karbonlu bir bileşik) dönüşür, yani birinci döngünün tam bir devriminin sonucu olarak molekül asetil-CoA yanarak CO2 ve H2O'ya dönüşür ve molekül oksaloasetat yeniden üretilir. Sekizine de bakalım ardışık reaksiyonlar(aşamalar) Krebs döngüsü.

Pirinç. 10.9.Trikarboksilik asit döngüsü (Krebs döngüsü).

Birinci reaksiyon katalize edilmiş enzim sit-rat sentezi asetil asetil-CoA grubu oksaloasetat ile yoğunlaşarak oluşumuna neden olur limon asidi:

Görünüşe göre bunda reaksiyonlar bir ara ürün olarak aşağıdakilerle ilişkili olarak oluşur: enzim sitril-CoA. Daha sonra ikincisi kendiliğinden ve geri dönüşü olmayan bir şekilde hidrolize olarak oluşur. sitrat ve HS-CoA.

Sonuç olarak ikinci reaksiyonlar oluşturulan limon asidi cis-akonitik oluşturmak için dehidrasyona uğrar asitler, bunu ekleyerek molekül su, gider izositrik asit(izositrat). Bu geri dönüşümlü maddeleri katalize eder reaksiyonlar hidrasyon-dehidrasyon enzim akonitat hidrataz (akonitaz). Sonuç olarak H ve OH'nin karşılıklı hareketi vardır. molekül sitrat:

Üçüncü reaksiyon, görünüşe göre hızı sınırlıyor Krebs döngüsü. İzositrik asit NAD'a bağımlı izo-sitrat dehidrojenazın varlığında dehidrojene edildi.

İzositrat dehidrojenaz sırasında reaksiyonlar izositrik asit eşzamanlı olarak dekarboksillenir. NAD'ye bağımlı izositrat dehidrojenaz allosteriktir enzim, spesifik olarak aktivatör gerekli ADF. Ayrıca, enzim seninkini göstermek için aktivite ihtiyacı olmak iyonlar Mg 2+ veya Mn 2+.

Dördüncü sırasında reaksiyonlarα-ketoglutariğin oksidatif dekarboksilasyonu meydana gelir asitler yüksek enerjili bileşik süksinil-CoA'nın oluşumu ile. Bunun mekanizması reaksiyonlar buna benzer reaksiyonlar oksidatif dekarboksilasyon Piruvat'ın asetil-CoA'ya dönüşümünden dolayı, α-ketoglutarat dehidrojenaz kompleksi yapısı itibariyle piruvat dehidrojenaz kompleksine benzemektedir. Hem birinde hem de başka bir durumda reaksiyonlar 5 katılmak koenzimler: TPP, amid yağ asidi, HS-KoA, FAD ve NAD+.

Beşinci reaksiyon katalize edilmiş enzim süksinil-CoA-sentetazoy. Bu sırada reaksiyonlar GTP'nin katılımıyla süksinil-CoA ve inorganik fosfat dönüşür süksinik asit (süksinat). Aynı zamanda, süksinil-CoA'nın yüksek enerjili tioester bağı nedeniyle GTP'nin yüksek enerjili bir fosfat bağının oluşumu meydana gelir:

Sonuç olarak altıncı reaksiyonlar süksinat hidrojeni giderir Fumarik asit. Oksidasyon süksinat katalize edilmiş süksinat dehidrojenaz, V molekül hangisiyle protein sıkıca (kovalent olarak) bağlı koenzim HEVES. Sırasıyla süksinat dehidrojenaz iç mitokondriye güçlü bir şekilde bağlı zar:

Yedinci reaksiyon etkisi altında gerçekleştirilen enzim fumarat hidrataz ( fumarazlar). Sonuç Fumarik asitürüne göre nemlendirilmiş reaksiyonlar dır-dir Elma asidi(malat). Fumarat hidratazın sahip olduğu belirtilmelidir. stereospesifiklik(bkz. bölüm 4) – sırasında reaksiyonlar L-malik oluşur asit:

Nihayet sekizinci sırada reaksiyonlar trikarboksilik asit döngüsü mitokondriyal NAD bağımlı etkisi altında malat dehidrojenaz oluyor oksidasyon L-malattan oksaloasetata:

Görüldüğü gibi sekiz enzimden oluşan bir döngünün bir turu sırasında reaksiyonlar, tamamlamak oksidasyon birinin (“yanması”) moleküller asetil-CoA. Döngünün sürekli çalışması için sisteme sabit bir asetil-CoA beslemesi gereklidir ve koenzimlerİndirgenmiş duruma geçen (NAD + ve FAD) tekrar tekrar oksitlenmelidir. Bu oksidasyon taşıyıcı sistemde gerçekleştirilen elektronlar V Solunum zinciri(V solunum zincirleri enzimler), yerelleştirilmiş zar mitokondri. Ortaya çıkan FADH 2, SDH'ye sıkı bir şekilde bağlanır, bu nedenle iletir atomlar hidrojen KoQ aracılığıyla. Sonuç olarak yayınlandı oksidasyon asetil-CoA enerjisi büyük ölçüde yüksek enerjili fosfat bağlarında yoğunlaşmıştır ATP. 4 üzerinden buhar atomlar hidrojen 3 çiftler NADH'yi taşıma sistemine aktarın elektronlar; aynı zamanda her biri için bir çift biyolojik sistemde oksidasyon 3 oluşuyor moleküller ATP(birleşme sürecinde ) ve dolayısıyla toplamda 9 moleküller ATP(bkz. bölüm 9). Bir çift atomlar süksinat dehidrojenaz-FADH2'den taşıma sistemine girer elektronlar KoQ aracılığıyla, sonuçta yalnızca 2 moleküller ATP. Sırasında Krebs döngüsü biri de sentezlendi molekül GTP (alt tabaka fosforilasyon), bire eşdeğerdir molekül ATP. Öyleyse ne zaman oksidasyon bir moleküller asetil-CoA Krebs döngüsü ve sistem oksidatif fosforilasyon 12 oluşturabilir moleküller ATP.

Glikolitik bölünmenin toplam enerji etkisini hesaplarsak glikoz Ve müteakip oksidasyon iki tane oluştu moleküller piruvat CO2 ve H2O'ya dönüşürse, çok daha büyük olduğu ortaya çıkacaktır.

Belirtildiği gibi bir molekül NADH (3 moleküller ATP) oksidatif sırasında oluşur dekarboksilasyon piruvatı asetil-CoA'ya dönüştürür. Biri ayrıldığında moleküller glikoz 2 oluşuyor moleküller piruvat ve ne zaman oksidasyon bunlardan en fazla 2 tane var moleküller asetil-CoA ve sonraki 2 dönüş trikarboksilik asit döngüsü sentezlendi 30 moleküller ATP(buradan, oksidasyon moleküller piruvat'ın C02 ve H20'ya dönüşümü 15'i verir moleküller ATP). Bu miktara 2 eklemeniz gerekir moleküller ATP aerobik sırasında oluşan glikoliz ve 6 moleküller ATP nedeniyle sentezlendi oksidasyon 2 moleküller sırasında oluşan ekstramitokondriyal NADH oksidasyon 2 moleküller dehidrojenazdaki gliseraldehit-3-fosfat reaksiyonlar glikoliz. Bu nedenle parçalara ayrılırken kumaşlar bir moleküller glikoz denklemine göre C 6 H 12 O 6 + 6O 2 -> 6CO 2 + 6H 2 O, 38 sentezlenir moleküller ATP. Hiç şüphe yok ki, enerjisel olarak tam bir bölünme glikoz anaerobikten daha verimli bir süreçtir glikoliz.

Ortaya çıkan gliseraldehit-3-fosfat 2'nin moleküller NADH daha sonra oksidasyon 6 vermeyebilir moleküller ATP, ama sadece 4. Gerçek şu ki, kendileri moleküller ekstramitokondriyal NADH içinden geçemez zar içeri mitokondri. Ancak verdikleri elektronlar biyolojik mitokondriyal zincire dahil edilebilir oksidasyon sözde gliserol fosfat mekik mekanizmasını kullanarak (Şekil 10.10). Sitoplazmik NADH ilk önce sitoplazmik di-hidroksiaseton fosfatla reaksiyona girerek gliserol-3-fosfat oluşturur. Reaksiyon katalitik

Pirinç. 10.10. Gliserol fosfat mekik mekanizması. Açıklama metinde.

NAD'a bağımlı sitoplazmik gliserol-3-fosfat dehidrojenaz tarafından kontrol edilir:

Dihidroksiaseton fosfat + NADH + H +<=>Gliserol 3-fosfat + NAD +.

Ortaya çıkan gliserol-3-fosfat mitokondriye kolaylıkla nüfuz eder. zar. İçeri mitokondri başka bir (mitokondriyal) gliserol-3-fosfat dehidrojenaz (flavin enzim) tekrar gliserol-3-fosfatı dihidroksiaseton fosfata oksitler:

Gliserol-3-fosfat + FAD<=>Dihidroksiaseton fosfat + FADN 2.

Yenilenmiş flavoprotein(enzim-FADH 2) edindiği KoQ düzeyinde tanıtılır elektronlar biyolojik zincire oksidasyon ve onunla ilişkili oksidatif fosforilasyon ve dihidroksiaseton fosfat ortaya çıkar mitokondri V sitoplazma ve yine sitoplazmik NADH+ H+ ile etkileşime girebilir. Böylece, çift elektronlar(birinden moleküller sitoplazmik NADH + H +), içine sokuldu Solunum zinciri gliserol fosfat mekik mekanizmasını kullanarak 3 değil 2 verir ATP.

Pirinç. 10.11.İndirgeyici eşdeğerlerin sitozolik NADH'den mitokondriyal matrise aktarımı için malat-aspartat mekik sistemi. Açıklama metinde.

Daha sonra bu mekik mekanizmasının yardımıyla sitozolik NADH + H +'dan indirgenmiş eşdeğerlerin sadece iskelet kaslarında ve beyinde transfer edildiği gösterildi. mitokondri.

İÇİNDE hücreler karaciğer, böbrekler ve kalpte daha karmaşık bir malat-partat mekik sistemi çalışır. Böyle bir mekik mekanizmasının çalışması, varlığı nedeniyle mümkün hale gelir malat dehidrojenaz ve hem sitozolde hem de as-partat aminotransferazlar mitokondri.

Sitosolik NADH + H +'dan indirgenmiş eşdeğerlerin ilk olarak katılımıyla olduğu tespit edilmiştir. enzim malat dehidrojenaz(Şekil 10.11) sitozolik oksaloasetata aktarılır. Sonuç olarak, bir taşıma sisteminin yardımıyla malat oluşur. dikarboksilik asitler, iç kısımdan geçer zar mitokondri matrisin içine. Burada malat oksaloasetat'a oksitlenir ve NAD + matrisi artık NADH + H +'ya indirgenir ve bu artık etkisini aktarabilir. elektronlar V Solunum zinciri enzimler, iç tarafta lokalize zar mitokondri. Buna karşılık, glutamat varlığında elde edilen oksaloasetat ve enzim ASAT giriyor reaksiyon transaminasyon. Ortaya çıkan aspartat ve α-ketoglutarat, özel taşıma sistemlerinin yardımıyla geçebilmektedir. zar mitokondri.

Sitozoldeki taşıma, bir sonraki döngüyü tetikleyen oksaloasetatı yeniden üretir. Genel olarak süreç kolaylıkla tersine çevrilebilir reaksiyonlar, enerji tüketimi olmadan gerçekleşir, “itici gücü” sabittir iyileşmek NAD +, sitozolde gliseraldehit-3-fosfat tarafından oluşturulur. katabolizma glikoz.

Yani malat-aspartat mekanizması çalışıyorsa, o zaman tam bir sonuç olarak oksidasyon bir moleküller glikoz 36 değil 38 oluşturulabilir moleküller ATP(Tablo 10.1).

Masada 10.1 verilmiştir reaksiyonlar sırasında yüksek enerjili fosfat bağlarının oluşumu meydana gelir. katabolizma glikoz aerobik ve anaerobik koşullar altında prosesin verimliliğini gösteren

Rusya Federasyonu Eğitim Bakanlığı

Samara Devlet Teknik Üniversitesi

Organik Kimya Bölümü

Konuyla ilgili özet:

"TRİKARBOKSİLİK ASİTLER DÖNGÜSÜ (KREBS DÖNGÜSÜ)"

Öğrenci tarafından tamamlandı: III – NTF – 11

Eroshkina N.V.

Kontrol ettim.

Krebs döngüsünü analiz etmeye devam ediyoruz. Son yazımda Krebs döngüsünün ne olduğundan, neden gerekli olduğundan ve metabolizmada nasıl bir yere sahip olduğundan bahsetmiştim. Şimdi bu döngünün reaksiyonlarına geçelim.

Hemen rezervasyon yapacağım - şahsen benim için tepkileri ezberlemek, yukarıdaki soruları çözene kadar tamamen anlamsız bir egzersizdi. Ancak teoriyi zaten anladıysanız uygulamaya geçmenizi öneririm.

Krebs döngüsünü yazmanın birçok yolunu görebilirsiniz. En yaygın seçenekler şuna benzer:

Ancak bana en uygun görünen şey, yazarların T.T. Berezov'un biyokimya üzerine eski güzel ders kitabından reaksiyon yazma yöntemiydi. ve Korovkina B.V.

Zaten aşina olduğumuz Asetil-CoA ve Oksaloasetat birleşerek sitrata, yani sitrik asit.

İkinci reaksiyon

Şimdi sitrik asit alıp çeviriyoruz izositrik asit. Bu maddenin bir diğer adı izositrattır.

Aslında bu reaksiyon, bir ara aşama olan cis-akonitik asit oluşumu yoluyla biraz daha karmaşıktır. Ama daha iyi hatırlamanız için basitleştirmeye karar verdim. Gerekirse, diğer her şeyi hatırlıyorsanız eksik adımı buraya ekleyebilirsiniz.

Aslında iki işlevsel grup basitçe yer değiştirmişti.

Üçüncü reaksiyon

Yani izositrik asitimiz var. Şimdi dekarboksile edilmesi (yani COOH'nin çıkarılması) ve dehidrojene edilmesi (yani H'nin çıkarılması) gerekir. Ortaya çıkan madde a-ketoglutarat.

Bu reaksiyon HADH2 kompleksinin oluşumu açısından dikkate değerdir. Bu, NAD taşıyıcısının solunum zincirini başlatmak için hidrojeni aldığı anlamına gelir.

Berezov ve Korovkin'in ders kitabındaki Krebs Döngüsü reaksiyonlarının versiyonunu seviyorum çünkü reaksiyonlara katılan atomlar ve fonksiyonel gruplar hemen açıkça görülebiliyor.

Dördüncü reaksiyon

Yine nikotin Amid Adenin Dinükleotid saat gibi çalışır, yani ÜSTÜNDE. Bu güzel taşıyıcı, tıpkı son adımda olduğu gibi hidrojeni alıp solunum zincirine taşımak için buraya geliyor.

Bu arada, ortaya çıkan madde süksinil-CoA, seni korkutmamalı. Süksinat, biyoorganik kimya zamanlarından beri aşina olduğunuz süksinik asidin başka bir adıdır. Süksinil-Coa, süksinik asit ile koenzim-A'nın bir bileşiğidir. Bunun bir süksinik asit esteri olduğunu söyleyebiliriz.

Beşinci reaksiyon

Bir önceki adımda süksinil-CoA'nın süksinik asitin bir esteri olduğunu söylemiştik. Ve şimdi samayı alacağız süksinik asit yani süksinil-CoA'dan süksinat. Son derece önemli bir nokta: bu reaksiyonda substrat fosforilasyonu.

Genel olarak fosforilasyon (oksidatif ve substrat olabilir), tam bir fosfor grubu PO3'ün HDP veya ATP'ye eklenmesidir. GTF veya sırasıyla ATP. Substrat, aynı fosfor grubunun onu içeren herhangi bir maddeden ayrılmasıyla farklılık gösterir. Basitçe söylemek gerekirse, SUBSTRATE'den HDF veya ADP'ye aktarılır. Bu nedenle buna “substrat fosforilasyonu” denir.

Bir kez daha: substrat fosforilasyonunun başlangıcında bir difosfat molekülümüz var - guanozin difosfat veya adenosin difosfat. Fosforilasyon, iki fosforik asit kalıntısına (HDP veya ADP) sahip bir molekülün, guanozin TRIfosfat veya adenosin TRIfosfat üretmek üzere üç fosforik asit kalıntısına sahip bir moleküle "tamamlanması" gerçeğinden oluşur. Bu işlem, süksinil-CoA'nın süksinata (yani süksinik asit) dönüşümü sırasında meydana gelir.

Diyagramda F (n) harflerini görebilirsiniz. "İnorganik fosfat" anlamına gelir. İnorganik fosfat substrattan HDP'ye aktarılır, böylece reaksiyon ürünleri iyi, tam GTP içerir. Şimdi reaksiyonun kendisine bakalım:

Altıncı reaksiyon

Sonraki dönüşüm. Bu sefer son adımda elde ettiğimiz süksinik asit dönüşecek fumarat, yeni çift bağa dikkat edin.

Diyagram reaksiyona nasıl katıldığını açıkça göstermektedir HEVES: Proton ve elektronlardan oluşan bu yorulmak bilmez taşıyıcı, hidrojeni alır ve onu doğrudan solunum zincirine sürükler.

Yedinci reaksiyon

Zaten bitiş çizgisine geldik.

TRİKARBOKSİLİK ASİTLER DÖNGÜSÜ (KREBS DÖNGÜSÜ)

Krebs Döngüsünün sondan bir önceki aşaması, fumarat'ı L-malata dönüştüren reaksiyondur. L-malat başka bir isimdir L-malik asit, biyoorganik kimya dersinden tanıdık.

Reaksiyonun kendisine bakarsanız, öncelikle her iki yönde de gittiğini, ikinci olarak da özünün hidrasyon olduğunu göreceksiniz. Yani fumarat basitçe bir su molekülünü kendisine bağlar ve sonuçta L-malik asit oluşur.

Sekizinci reaksiyon

Krebs Döngüsünün son reaksiyonu L-malik asidin oksaloasetata oksidasyonudur. oksaloasetik asit. Anladığınız gibi “oksaloasetat” ve “oksaloasetik asit” eşanlamlıdır. Oksaloasetik asidin Krebs döngüsünün ilk reaksiyonunun bir bileşeni olduğunu muhtemelen hatırlıyorsunuzdur.

Burada reaksiyonun özelliğine dikkat çekiyoruz: NADH2 oluşumu Elektronları solunum zincirine taşıyacak. Ayrıca 3,4 ve 6 numaralı reaksiyonları da unutmayın, solunum zinciri için elektron ve proton taşıyıcıları da burada oluşur.

Gördüğünüz gibi NADH ve FADH2'nin oluştuğu reaksiyonları özellikle kırmızıyla vurguladım. Bunlar solunum zinciri için çok önemli maddelerdir. Substrat fosforilasyonunun meydana geldiği ve GTP'nin üretildiği reaksiyonu yeşil renkle vurguladım.

Bütün bunlar nasıl hatırlanır?

Aslında o kadar da zor değil. İki makalemin yanı sıra ders kitabınızı ve derslerinizi de tamamen okuduktan sonra, bu reaksiyonları yazma konusunda pratik yapmanız yeterli. Krebs döngüsünü 4 reaksiyondan oluşan bloklar halinde hatırlamanızı öneririm. Bu 4 reaksiyonu, her biri için hafızanıza uygun bir ilişkilendirme seçerek birkaç kez yazın.

Örneğin, izositrik asidin sitrik asitten oluştuğu ikinci reaksiyonu hemen çok kolay hatırladım (sanırım çocukluktan beri herkese tanıdık geliyor).

Aşağıdaki gibi anımsatıcıları da kullanabilirsiniz: " Bir Bütün Ananas ve Bir Parça Sufle Aslında Bugünkü Öğle Yemeğim, sitrat serisine karşılık gelir, cis-akonitat, izositrat, alfa-ketoglutarat, süksinil-CoA, süksinat, fumarat, malat, oksaloasetat." Bunlar gibi daha bir sürü var.

Ama dürüst olmak gerekirse bu tür şiirleri neredeyse hiç sevmedim. Bana göre reaksiyonların sırasını hatırlamak daha kolaydır. Krebs döngüsünü iki parçaya bölmek bana çok yardımcı oldu ve bunların her birinde saatte birkaç kez yazma alıştırması yaptım. Kural olarak bu, psikoloji veya biyoetik gibi derslerde oluyordu. Bu çok kullanışlıdır; dikkatiniz dersten dağılmadan, tam anlamıyla bir dakika harcayarak reaksiyonları hatırladığınız şekilde yazabilir ve ardından bunları doğru seçenekle kontrol edebilirsiniz.

Bu arada, bazı üniversitelerde biyokimya testleri ve sınavları sırasında öğretmenlerin reaksiyonların kendilerinin bilgisine ihtiyacı yoktur. Sadece Krebs döngüsünün ne olduğunu, nerede gerçekleştiğini, özelliklerinin ve öneminin ne olduğunu ve elbette dönüşüm zincirinin kendisini bilmeniz yeterli. Yalnızca zincir, formüller olmadan, yalnızca maddelerin adları kullanılarak adlandırılabilir. Bana göre bu yaklaşım anlamsız değildir.

Umarım TCA döngüsüne ilişkin rehberim size yardımcı olmuştur. Ve bu iki makalenin derslerinizin ve ders kitaplarınızın tam bir alternatifi olmadığını hatırlatmak isterim. Bunları yalnızca Krebs döngüsünün ne olduğunu kabaca anlamanız için yazdım. Rehberimde aniden herhangi bir hata görürseniz, lütfen bunu yorumlara yazın. İlginiz için teşekkür ederiz!

Trikarboksilik asit döngüsü ilk olarak İngiliz biyokimyacı Krebs tarafından keşfedildi. Ana kaynağı karbonhidratların glikolitik dönüşümü olan piruvatın tamamen yanması için bu döngünün önemini ortaya koyan ilk kişi oydu. Daha sonra trikarboksilik asit döngüsünün neredeyse tüm metabolik yolların birleştiği bir "odak noktası" olduğu gösterildi.

Böylece piruvatın oksidatif dekarboksilasyonu sonucu oluşan asetil-CoA Krebs döngüsüne girer. Bu döngü birbirini takip eden sekiz reaksiyondan oluşur (Şekil 91). Döngü, asetil-CoA'nın oksaloasetat ile yoğunlaşması ve sitrik asit oluşumu ile başlar. ( Aşağıda görüleceği gibi, döngüde oksidasyona uğrayan asetil-CoA'nın kendisi değil, daha karmaşık bir bileşik olan sitrik asittir (trikarboksilik asit).)

Daha sonra sitrik asit (altı karbonlu bir bileşik), bir dizi dehidrojenasyon (hidrojenin uzaklaştırılması) ve dekarboksilasyon (CO2'nin eliminasyonu) yoluyla iki karbon atomunu kaybeder ve Krebs döngüsünde tekrar oksaloasetat (dört karbonlu bir bileşik) ortaya çıkar, yani. Döngünün tam bir devrimi sonucunda asetil-CoA molekülü yanarak CO2 ve H2O'ya dönüşür ve oksaloasetat molekülü yeniden oluşturulur. Aşağıda Krebs döngüsünün sekiz ardışık reaksiyonunun (aşamalarının) tümü bulunmaktadır.

Sitrat sentaz enzimi tarafından katalize edilen ilk reaksiyonda asetil-CoA, oksaloasetat ile yoğunlaştırılır. Sonuç olarak sitrik asit oluşur:

Görünüşe göre bu reaksiyonda enzime bağlanan sitril-CoA bir ara ürün olarak oluşuyor. İkincisi daha sonra kendiliğinden ve geri dönülemez şekilde hidrolize edilerek sitrat ve HS-CoA oluşturulur.

Döngünün ikinci reaksiyonunda, ortaya çıkan sitrik asit, bir su molekülü eklendiğinde izositrik asit haline gelen cis-akonitik asit oluşturmak üzere dehidrasyona uğrar. Bu geri dönüşümlü hidrasyon-dehidrasyon reaksiyonları, akonitat hidrataz enzimi tarafından katalize edilir:

Krebs döngüsünün hız sınırlayıcı reaksiyonu gibi görünen üçüncü reaksiyonda, izositrik asit, NAD'a bağlı izositrat dehidrojenaz varlığında dehidrojene edilir:

(Dokularda iki tip izositrat dehidrojenaz vardır: NAD ve NADP'ye bağımlı. NAD'a bağımlı izositrat dehidrojenazın, Krebs döngüsünde izositrik asidin oksidasyonunda ana katalizör rolünü oynadığı tespit edilmiştir.)

İzositrat dehidrojenaz reaksiyonu sırasında izositrik asit dekarboksillenir. NAD'a bağımlı izositrat dehidrojenaz, spesifik bir aktivatör olarak ADP'ye ihtiyaç duyan allosterik bir enzimdir. Ayrıca enzimin aktivite gösterebilmesi için Mg2+ veya Mn2+ iyonlarına ihtiyacı vardır.

Dördüncü reaksiyonda, a-ketoglutarik asit oksidatif olarak süksinil-CoA'ya dekarboksillenir. Bu reaksiyonun mekanizması piruvatın asetil-CoA'ya oksidatif dekarboksilasyonunun reaksiyonuna benzer. α-ketoglutarat dehidrojenaz kompleksi yapı olarak piruvat dehidrojenaz kompleksine benzer. Her iki durumda da reaksiyona beş koenzim katılır: TDP, lipoik asit amid, HS-CoA, FAD ve NAD. Toplamda bu reaksiyon şu şekilde yazılabilir:

Beşinci reaksiyon süksinil-CoA sentetaz enzimi tarafından katalize edilir. Bu reaksiyon sırasında süksinil-CoA, GDP ve inorganik fosfatın katılımıyla süksinik aside (süksinat) dönüştürülür. Aynı zamanda, süksinil-CoA'nın yüksek enerjili tiyoester bağı nedeniyle GTP1'in yüksek enerjili bir fosfat bağının oluşumu meydana gelir:

(Ortaya çıkan GTP daha sonra terminal fosfat grubunu ADP'ye bağışlayarak ATP oluşumuyla sonuçlanır. Süksinil-CoA sentetaz reaksiyonu sırasında yüksek enerjili bir nükleosit trifosfatın oluşumu, substrat seviyesinde fosforilasyonun bir örneğidir.)

Altıncı reaksiyonda süksinatın hidrojeni fumarik asite dönüştürülür. Süksinatın oksidasyonu, molekülünde koenzim FAD'ın proteine kovalent olarak bağlandığı süksinat dehidrojenaz tarafından katalize edilir:

Yedinci reaksiyonda, elde edilen fumarik asit, fumarat hidrataz enziminin etkisi altında hidratlanır. Bu reaksiyonun ürünü malik asittir (malat). Fumarat hidratazın stereospesifik olduğuna dikkat edilmelidir; bu reaksiyon sırasında L-malik asit oluşur:

Son olarak, trikarboksilik asit döngüsünün sekizinci reaksiyonunda, mitokondriyal NAD'ye bağımlı malat dehidrojenazın etkisi altında L-malat, oksaloasetata oksitlenir:

Gördüğünüz gibi, sekiz enzimatik reaksiyondan oluşan döngünün bir turunda, bir asetil-CoA molekülünün tamamen oksidasyonu (“yanması”) meydana gelir. Döngünün sürekli çalışması için sisteme sabit bir asetil-CoA beslemesi gereklidir ve indirgenmiş duruma geçen koenzimlerin (NAD ve FAD) tekrar tekrar oksitlenmesi gerekir. Bu oksidasyon, mitokondride bulunan elektron taşıma sisteminde (veya solunum enzimleri zincirinde) meydana gelir.

Asetil-CoA'nın oksidasyonu sonucu açığa çıkan enerji büyük ölçüde ATP'nin yüksek enerjili fosfat bağlarında yoğunlaşır. Dört çift hidrojen atomundan üç çifti NAD yoluyla elektron taşıma sistemine aktarılır; bu durumda biyolojik oksidasyon sistemindeki her çift için üç ATP molekülü oluşur (konjuge oksidatif fosforilasyon sürecinde) ve dolayısıyla toplam dokuz ATP molekülü. Bir çift atom, FAD yoluyla elektron taşıma sistemine girerek 2 ATP molekülünün oluşmasına neden olur. Krebs döngüsünün reaksiyonları sırasında, 1 molekül ATP'ye eşdeğer olan 1 molekül GTP de sentezlenir. Yani Krebs döngüsünde asetil-CoA'nın oksidasyonu 12 ATP molekülü üretir.

Daha önce belirtildiği gibi, piruvatın asetil-CoA'ya oksidatif dekarboksilasyonu sırasında 1 molekül NADH2 (3 molekül ATP) oluşur.

Krebs döngüsü reaksiyonları

Bir glikoz molekülünün parçalanması iki molekül piruvat ürettiğinden, bunlar 2 molekül asetil-CoA'ya oksitlendiğinde ve bunu takip eden trikarboksilik asit döngüsünün iki dönüşünde 30 molekül ATP sentezlenir (dolayısıyla bir molekülün oksidasyonu) pirüvatın CO2 ve H2O'ya dönüşümü 15 molekül ATP üretir).

Buna, aerobik glikoliz sırasında oluşan 2 molekül ATP ve dehidrojenazda 2 molekül gliseraldehit-3-fosfatın oksidasyonu ile oluşan 2 molekül ekstramitokondriyal NADH2'nin oksidasyonu ile sentezlenen 4 ATP molekülü eklemeliyiz. reaksiyon. Toplamda, C6H1206 + 602 -> 6CO2 + 6H2O denklemine göre dokularda 1 molekül glikoz parçalandığında, 36 ATP molekülünün sentezlendiğini ve bu da yüksek enerjili fosfat bağlarında adenozin trifosfatın birikmesine katkıda bulunduğunu görüyoruz. 36 X 34,5 ~ 1240 kJ (veya diğer verilere göre 36 X 38 ~ 1430 kJ) serbest enerji. Başka bir deyişle, glikozun aerobik oksidasyonu sırasında açığa çıkan tüm serbest enerjinin (yaklaşık 2840 kJ), %50'ye kadarı, çeşitli fizyolojik fonksiyonları gerçekleştirmek için kullanılabilecek bir biçimde mitokondride birikir. Enerji açısından glikozun tamamen parçalanmasının glikolizden daha verimli bir süreç olduğuna şüphe yoktur. Gliseraldehit-3-fosfat 2'nin dönüşümü sırasında oluşan NADH2 moleküllerinin daha sonra oksidasyon üzerine 6 ATP molekülü değil, yalnızca 4 ATP ürettiğine dikkat edilmelidir. Gerçek şu ki, ekstramitokondriyal NADH2 moleküllerinin kendilerinin nüfuz edememesidir. zar mitokondriye girer. Ancak bağışladıkları elektronlar, gliserofosfat mekik mekanizması olarak adlandırılan mekanizma kullanılarak mitokondriyal biyolojik oksidasyon zincirine dahil edilebilir (Şekil 92). Şekilde görüldüğü gibi sitoplazmik NADH2 ilk olarak sitoplazmik dihidroksiaseton fosfat ile reaksiyona girerek gliserol-3-fosfatı oluşturur. Reaksiyon, NAD'a bağımlı sitoplazmik gliserol-3-fosfat dehidrojenaz tarafından katalize edilir:

Dihidroksiaseton fosfat + NADH2 gliserol-3-fosfat + NAD

Ortaya çıkan gliserol-3-fosfat, mitokondriyal membrana kolayca nüfuz eder. Mitokondrinin içinde başka bir (mitokondriyal) gliserol-3-fosfat dehidrojenaz (flavin enzimi) yine gliserol-3-fosfatı dihidroksiaseton fosfata oksitler:

Gliserol-3-fosfat + FAD Dihidroksiaseton fosfat + fADN2

İndirgenmiş flavoprotein (enzim - FADH2), KoQ seviyesinde, edindiği elektronları biyolojik oksidasyon ve ilişkili oksidatif fosforilasyon zincirine sokar ve dihidroksiaseton fosfat, mitokondriyi sitoplazmaya bırakır ve tekrar sitoplazmik NADH2 ile etkileşime girebilir. Böylece, gliserofosfat mekik mekanizması kullanılarak solunum zincirine verilen bir çift elektron (bir sitoplazmik NADH2 molekülünden), 3 ATP değil, 2 ATP üretir.

Gliserofosfat mekik mekanizmasının karaciğer hücrelerinde gerçekleştiği artık açıkça ortaya konmuştur. Diğer kumaşlarla ilgili olarak bu konu henüz netlik kazanmadı.

Krebs döngüsü olarak da adlandırılır trikarboksilik asit döngüsü, çünkü bunlar ara ürünler olarak oluşuyorlar. Mitokondriyal matriste "çalışan" bir enzimatik halka konveyörüdür.

Krebs döngüsünün sonucu, az miktarda ATP'nin sentezi ve daha sonra hücresel solunumun bir sonraki aşamasına - mitokondrinin iç zarında bulunan solunum zincirine (oksidatif fosforilasyon) gönderilen NAD H2'nin oluşumudur.

Glikoliz sonucu oluşan piruvik asit (piruvat), mitokondriye girer ve burada sonuçta tamamen oksitlenerek karbondioksit ve suya dönüşür. Bu ilk önce Krebs döngüsünde, ardından oksidatif fosforilasyon sırasında meydana gelir.

Krebs döngüsünden önce piruvat dekarboksillenir ve hidrojeni giderilir. Dekarboksilasyonun bir sonucu olarak bir CO2 molekülü elimine edilir; dehidrojenasyon, hidrojen atomlarının ortadan kaldırılmasıdır. NAD'a bağlanırlar.

Sonuç olarak koenzim A'ya eklenen piruvik asitten asetik asit oluşur. asetil koenzim A(asetil-CoA) – Yüksek enerjili bir bağ içeren CH3CO~S-CoA.

Piruvatın asetil-CoA'ya dönüşümü, elektron taşıyıcılarıyla ilişkili düzinelerce polipeptitten oluşan büyük bir enzimatik kompleks tarafından gerçekleştirilir.

Krebs döngüsü, iki karbon atomu içeren bir asetil grubunu uzaklaştıran asetil-CoA'nın hidrolizi ile başlar. Daha sonra asetil grubu trikarboksilik asit döngüsüne dahil edilir.

Dört karbon atomuna sahip oksaloasetik asit, bir asetil grubuna bağlanır. Sonuç altı karbon atomu içeren sitrik asittir. Bu reaksiyonun enerjisi, yüksek enerjili asetil-CoA bağı tarafından sağlanır.

Aşağıda, Krebs döngüsünde bağlanan asetil grubunun dehidrojene edildiği, dört çift hidrojen atomunun serbest bırakıldığı ve iki CO2 molekülü oluşturmak üzere dekarboksile edildiği bir reaksiyon zinciri yer almaktadır. Bu durumda oksidasyon için oksijen kullanılır. moleküler değil iki su molekülünden ayrıldı. Süreç denir oksidatif dekarboksilasyon. Döngünün sonunda oksaloasetik asit yeniden üretilir.

Sitrik asit aşamasına dönelim. Oksidasyonu, izositrik, oksalosüksinik ve diğer asitlerin oluştuğu bir dizi enzimatik reaksiyonla meydana gelir.

Bu reaksiyonların bir sonucu olarak, döngünün farklı aşamalarında üç molekül NAD ve bir FAD azalır, enerjisi daha sonra ADP'yi fosforile etmek için kullanılan yüksek enerjili bir fosfat bağı içeren GTP (guanozin trifosfat) oluşur. . Sonuç olarak bir ATP molekülü oluşur.

Sitrik asit iki CO2 molekülü oluşturmak için iki karbon atomunu kaybeder.

Enzimatik reaksiyonlar sonucunda sitrik asit, tekrar asetil-CoA ile birleşebilen oksaloasetik asite dönüştürülür. Döngü tekrarlanır.

Sitrik asitte eklenen asetil-CoA kalıntısı yanarak karbondioksit, hidrojen atomları ve elektronlar oluşturur. Hidrojen ve elektronlar, onun alıcıları olan NAD ve FAD'a aktarılır.

Bir molekül asetil-CoA'nın oksidasyonu, bir molekül ATP, dört hidrojen atomu ve iki molekül karbondioksit üretir. Yani Krebs döngüsü sırasında aerobik solunum sırasında açığa çıkan karbondioksit oluşur. Bu durumda moleküler oksijen (O2) burada kullanılmaz, sadece oksidatif fosforilasyon aşamasında gereklidir.

Hidrojen atomları NAD veya FAD'a bağlanır ve bu formda daha sonra solunum zincirine girerler.

Bir glikoz molekülü iki molekül piruvat ve dolayısıyla iki asetil-CoA üretir. Böylece, bir glikoz molekülü için trikarboksilik asit döngüsünün iki dönüşü vardır. Toplam iki ATP molekülü, dört CO2 ve sekiz H atomu oluşur.

Krebs döngüsüne yalnızca glikozun ve ondan oluşan piruvatın girmediği unutulmamalıdır. Yağların lipaz enzimi tarafından parçalanmasının bir sonucu olarak, oksidasyonu aynı zamanda asetil-CoA oluşumuna, NAD'ın azalmasına ve ayrıca FAD'a (flavin adenin dinükleotid) yol açan yağ asitleri oluşur.

Bir hücrede karbonhidrat ve yağ eksikliği varsa amino asitler oksidasyona uğrayabilir. Bu durumda Krebs döngüsüne daha fazla katılan asetil-CoA ve organik asitler oluşur.

Bu nedenle birincil enerji kaynağının ne olduğu önemli değildir. Her durumda, hücre için evrensel bir bileşik olan asetil-CoA oluşur.

Trikarboksilik asit (Krebs) döngüsü

(TCA döngüsü, sitrik asit döngüsü, Krebs döngüsü)

TCA döngüsü, mitokondriyal oksidasyon reaksiyonları gibi mitokondride meydana gelir. Bir döngüde kapalı bir dizi reaksiyondur.

Ortaya çıkan PCA molekülleri yeni bir Asetil-CoA molekülü ile reaksiyona girer ve sitrat oluşumundan PCA'ya dönüşümüne kadar döngü tekrar tekrarlanır.

Dokuz MtO substratından dördü bu döngünün reaksiyonlarına katılır.

Bir dizi dehidrojenaz reaksiyonu meydana gelir. Bunlardan 3'üncü, 4'üncü ve 8'incisi NAD'a bağlı dehidrojenazların katılımıyla meydana gelir ve bu reaksiyonların her biri 3 ATP molekülü üretir. 6. aşamada, 2 ATP molekülünün (P/O = 2) oluşumuyla ilişkili FAD'a bağlı bir dehidrojenaz reaksiyonu meydana gelir.

5. aşamada substrat fosforilasyonu ile 1 ATP molekülü oluşur.

Toplamda, TCA döngüsünün 1 döngüsü sırasında 12 ATP molekülü oluşur.

TCA döngüsünün amacı, büyük miktarda ATP oluşturmak için asetik asit kalıntılarını parçalamaktır. Ayrıca metabolizmanın son ürünleri olarak asetat kalıntılarından CO2 ve H2O oluşur.

CO2, TTC döngüsü sırasında iki kez oluşur:

1. üçüncü aşamada (izositratın oksidasyonu)

2. dördüncü aşamada (alfa-ketoglutaratın oksidasyonu).

TCA döngüsünün başlangıcından önce - PVK'nin Asetil-CoA'ya dönüşümü sırasında oluşan bir CO2 molekülü daha eklersek, PVK'nin parçalanması sırasında oluşan üç CO2 molekülünden bahsedebiliriz. PVC'nin parçalanması sırasında oluşan bu moleküller toplamda vücuttan atılan karbondioksitin %90'ını oluşturur.

NİHAİ CTK DENKLEMİ

TCA döngüsünün BİYOLOJİK ÖNEMİ

TCA DÖNGÜSÜNÜN ANA ROLÜ BÜYÜK MİKTARDA ATP OLUŞUMUDUR.

1. TCA döngüsü ATP'nin ana kaynağıdır. Büyük miktarda ATP oluşumu için gereken enerji, Asetil-CoA'nın CO2 ve H2O'ya tamamen parçalanmasıyla sağlanır.

2. TCA döngüsü, tüm sınıflardaki maddelerin katabolizmasında evrensel bir son aşamadır.

3. TCA döngüsü, anabolizma süreçlerinde (TCA döngüsünün ara ürünleri) önemli bir rol oynar:

— sitrattan → yağ asitlerinin sentezi

— alfa-ketoglutarat ve PKA'dan → amino asitlerin sentezi

— PIKE'tan → karbonhidrat sentezi

- süksinil-CoA'dan → hem hemoglobinin sentezi

CTC'NİN ÖZERK KENDİ DÜZENLEMESİ

TCA döngüsünde iki anahtar enzim vardır:

1) sitrat sentaz (1. reaksiyon)

2) izositrat dehidrojenaz (3. reaksiyon)

Her iki enzim de aşırı ATP ve NADH2 tarafından allosterik olarak inhibe edilir. İzositrat dehidrojenaz, ADP tarafından güçlü bir şekilde aktive edilir.

Trikarboksilik asit döngüsü

ADP yoksa bu enzim aktif değildir. Enerji dinlenmesi koşulları altında, ATP konsantrasyonu artar ve TCA döngüsü reaksiyonlarının hızı düşüktür; ATP sentezi azalır.

İzositrat dehidrojenaz, ATP tarafından sitrat sentazdan çok daha güçlü bir şekilde inhibe edilir, bu nedenle enerji dinlenme koşulları altında sitrat konsantrasyonu artar ve kolaylaştırılmış difüzyon yoluyla bir konsantrasyon gradyanı boyunca sitoplazmaya girer. Sitoplazmada sitrat, yağ asitlerinin sentezinde rol oynayan Asetil-CoA'ya dönüştürülür.

Kardiyovasküler sistemin modern sınıflandırmaları
Kan akış hızı, kalp gelişimi
Trombositopenik purpura
Gazların kan yoluyla taşınması, plazmanın bileşimi
Fibrinoliz ve kan pıhtılaşması
Kan plazması bileşenlerinin bileşimi ve özellikleri
Pıhtılaşma, kompanzasyon, Coombs, sedimantasyon, pasif hemaglütinasyon reaksiyonu

Ders No. 12. “Trikarboksilik asit döngüsü”

Dersin amacı: Krebs döngüsünün bazı reaksiyonlarının mekanizmasını inceleyin. İdrarda pirüvik asitin kantitatif tayini yönteminde uzmanlaşın.

TEST SORULARI:

1. Sitrik asit döngüsünde bir ön adım olarak piruvatın oksidatif dekarboksilasyonu. Bu süreçte yer alan vitaminleri ve koenzimleri listeleyiniz.

2. Sitrik asit döngüsünün reaksiyonları. Döngüdeki reaksiyonların genel yönünü ne belirler? Bu işlem hücrenin hangi kısmında gerçekleşir? Neden?

3. Krebs döngüsünde hangi koenzimler ve vitaminler yer alır? Belirli reaksiyonlar da dahil olmak üzere nasıl çalıştıklarını açıklayın.

4. Bize NADH2 ve FADH2'nin oluştuğu Krebs döngüsünün reaksiyonlarını anlatın. Bu bileşiklerin gelecekteki kaderi nedir?

5. Trikarboksilik asit döngüsünün fonksiyonları. Sitrik asit döngüsü için anaplerotik reaksiyonun ne kadar önemli olduğunu açıklayın?

6. Trikarboksilik asit döngüsünün enerji çıkışı. Bir sitrik asit molekülünün döngü boyunca dönüşümü sırasında kaç ATP molekülü üretilir? Tüm ATP molekülleri, oksidatif fosforilasyonla sentezlenen aktif asetilin tamamen oksidasyonu sırasında mı oluşuyor? Çevrim hızı nasıl kontrol edilir?

Deneysel çalışma.

Biyokimyada kantitatif analiz yöntemlerinden biri fotokalorimetridir. Yöntem, substratın çeşitli kimyasal maddelerle etkileşime girmesiyle elde edilen renkli çözeltilerin optik yoğunluğunun ölçülmesine dayanmaktadır. Substratın konsantrasyonu çözeltinin renklenme derecesi ile orantılıdır.

Laboratuvar deneylerine başlamadan önce, FEC cihazını ve üzerinde çalışma kurallarını öğrenin.

Deney 1. İdrardaki piruvik asit (PVA) konsantrasyonunun belirlenmesi.

2. Pipet seti.

3. Fotokolorimetre.

4. Küvetler, 0,5 cm.

Reaktifler. 1. Damıtılmış su.

3. Sodyum hidroksit, %10'luk çözelti.

4. 2,4-dinitrofenilhidrazin, çözelti.

Kandaki PVC, alkali ortamda kahverengi-kırmızı bir çözelti veren hidrazon oluşturmak üzere 2,4-dinitrofinilhidrazin ile yoğunlaşır. PVC içeriği renginin yoğunluğuna göre değerlendirilir.

1. Aşağıdaki tabloya göre reaktifleri üç test tüpüne ekleyin:

2. Test tüplerinin içeriğini oda sıcaklığında karanlık bir yerde 15 dakika bekletin.

Bir hücredeki enerjinin %10'a kadarı amino asitlerden gelir

Her test tüpüne 1 ml %10 NaOH çözeltisi ekleyin ve beş dakika sonra test numunesinin optik yoğunluğunu kontrole (O) karşı ve kalibrasyon numunesini kontrole (K) karşı 620 nm dalga boyunda ölçün.

4. Hazırlanan kalibrasyon programını kullanarak hesaplamayı gerçekleştirin.

= mg/gün

PVC içeriğini (mg cinsinden) madde miktarının birimlerine (μmol) dönüştürmek için karşılık gelen değerleri 11,4 (dönüşüm faktörü) ile çarpmak gerekir.

İnsanlar için normal: 10-25 mg/gün veya 114-284 µmol/gün piruvik asit.

Elde edilen değerleri normal değerlerle karşılaştırın. Kan serumunda ve idrarda piruvik asit seviyesinin artmasının nedenleri nelerdir?

Deney 2. Kas süksinat dehidrojenaz aktivitesinin belirlenmesi.

Cihazlar. 1. Test tüplerinin bulunduğu raf.

2. Pipet seti.

3. Harç ve havaneli.

4. Su banyosu.

Reaktifler. 1. Tavuk veya tavşan kas dokusu.

2. Süksinik asit, %5'lik çözelti.

3. Metilen mavisi, %0,01'lik çözelti.

4. Bitkisel yağ.

5. Cam kumu.

1. 10 g kas dokusunu tartın ve cam kumlu bir havanda öğütün.

2. Çözünebilir maddeleri çıkarmak için elde edilen homojenatı birkaç kez gazlı bez üzerinde salinle durulayın.

3. Elde edilen karışımın 5 ml'sini üç numaralı test tüpüne dökün.

4. İlk test tüpünü 5 dakika boyunca kaynar su banyosuna batırın, ardından oda sıcaklığına soğutun.

5. 1 ve 2 numaralı test tüplerine (mavi renk oluşana kadar) 3 ml %5 süksinik asit ve 3 damla metilen mavisi çözeltisi ekleyin.

6. 3 numaralı test tüpüne 0,5 ml distile su ve 3 damla metilen mavisi çözeltisi ekleyin (mavi renk oluşana kadar).

7. Daha sonra karışımı havadaki oksijenden izole etmek için tüm test tüplerine bir miktar yağ dökün.

8. Tüm test tüplerini 10 dakika boyunca su banyosunda (40°C) inkübe edin.

Gözlenen olaylara ilişkin bir açıklama yapın. Bu deneyde metilen mavisinin işlevi nedir? Canlı bir hücrede bu fonksiyondan hangi bileşik sorumludur?

Tamamlanma tarihi ________ Puan ____ Öğretmenin imzası ____________

Önceki123456789101112Sonraki

Krebs döngüsünün sonucu, az miktarda ATP'nin sentezi ve daha sonra bir sonraki aşamaya - mitokondrinin iç zarında bulunan solunum zincirine (oksidatif fosforilasyon) gönderilen NAD H2 oluşumudur.

Ortaya çıkan piruvik asit (piruvat), mitokondriye girer ve burada sonunda tamamen oksitlenerek karbondioksit ve suya dönüşür. Bu ilk önce Krebs döngüsünde, ardından oksidatif fosforilasyon sırasında meydana gelir.

Krebs döngüsünden önce piruvat dekarboksillenir ve hidrojeni giderilir. Dekarboksilasyonun bir sonucu olarak, bir CO2 molekülü elimine edilir; dehidrojenasyon, hidrojen atomlarının ortadan kaldırılmasıdır. NAD'a bağlanırlar.

Sonuç olarak koenzim A'ya eklenen piruvik asitten asetik asit oluşur. asetil koenzim A(asetil-CoA) – Yüksek enerjili bir bağ içeren CH3CO~S-CoA.

Piruvatın asetil-CoA'ya dönüşümü, elektron taşıyıcılarıyla ilişkili düzinelerce polipeptitten oluşan büyük bir enzimatik kompleks tarafından gerçekleştirilir.

Krebs döngüsü, iki karbon atomu içeren bir asetil grubunu uzaklaştıran asetil-CoA'nın hidrolizi ile başlar. Daha sonra asetil grubu trikarboksilik asit döngüsüne dahil edilir.

Aşağıda, Krebs döngüsünde bağlanan asetil grubunun dehidrojene edildiği, dört çift hidrojen atomunun serbest bırakıldığı ve iki CO2 molekülü oluşturmak üzere dekarboksile edildiği bir reaksiyon zinciri yer almaktadır. Bu durumda oksidasyon için oksijen kullanılır. moleküler değil iki su molekülünden ayrıldı. Süreç denir oksidatifbudekarboksilasyonM. Döngünün sonunda oksaloasetik asit yeniden üretilir.

Sitrik asit aşamasına dönelim. Oksidasyonu, izositrik, oksalosüksinik ve diğer asitlerin oluştuğu bir dizi enzimatik reaksiyonla meydana gelir. Bu reaksiyonların bir sonucu olarak, döngünün farklı aşamalarında üç molekül NAD ve bir FAD azalır, enerjisi daha sonra ADP'yi fosforile etmek için kullanılan yüksek enerjili bir fosfat bağı içeren GTP (guanozin trifosfat) oluşur. . Sonuç olarak bir ATP molekülü oluşur.

Sitrik asit iki CO2 molekülü oluşturmak için iki karbon atomunu kaybeder.

Enzimatik reaksiyonlar sonucunda sitrik asit, tekrar asetil-CoA ile birleşebilen oksaloasetik asite dönüştürülür. Döngü tekrarlanır.

Sitrik asitte eklenen asetil-CoA kalıntısı yanarak karbondioksit, hidrojen atomları ve elektronlar oluşturur. Hidrojen ve elektronlar, onun alıcıları olan NAD ve FAD'a aktarılır.

Hidrojen atomları NAD veya FAD'a bağlanır ve bu formda daha sonra solunum zincirine girerler.

Bir hücrede karbonhidrat ve yağ eksikliği varsa amino asitler oksidasyona uğrayabilir. Bu durumda Krebs döngüsüne daha fazla katılan asetil-CoA ve organik asitler oluşur.

Bu nedenle birincil enerji kaynağının ne olduğu önemli değildir. Her durumda, hücre için evrensel bir bileşik olan asetil-CoA oluşur.

Krebs döngüsü

Trikarboksilik asit döngüsü (Krebs döngüsü, sitrat döngüsü) - genel katabolizma yolunun merkezi kısmı, karbonhidratların, yağların ve proteinlerin parçalanması sırasında canlı organizmalarda ara ürünler olarak oluşan iki ve üç karbonlu bileşiklerin C02'ye dönüştüğü döngüsel bir biyokimyasal aerobik süreç. Bu durumda, açığa çıkan hidrojen, evrensel bir enerji kaynağı olan ATP'nin sentezine doğrudan katılarak suya daha da oksitlendiği doku solunum zincirine gönderilir.

Krebs döngüsü, vücuttaki birçok metabolik yolun kesiştiği, oksijen kullanan tüm hücrelerin solunumunda önemli bir aşamadır. Önemli enerji rolüne ek olarak, döngü aynı zamanda önemli bir plastik fonksiyona da sahiptir, yani diğer biyokimyasal dönüşümler sırasında hücrenin yaşamı için önemli olan bileşiklerin sentezlendiği önemli bir öncü molekül kaynağıdır. Amino asitler, karbonhidratlar, yağ asitleri vb.

Sitrik asidin canlı hücrelerde dönüşüm döngüsü, Alman biyokimyacı Hans Krebs tarafından keşfedildi ve incelendi, bu çalışmasıyla kendisine (F. Lipman ile birlikte) Nobel Ödülü (1953) verildi.

Krebs döngüsünün aşamaları

	Yüzeyler	Ürünler	Enzim	Reaksiyon tipi	Bir yorum
1	Oksaloasetat + Asetil-CoA+ H2O	sitrat + CoA-SH	sitrat sentaz	Aldol yoğunlaşması	sınırlayıcı aşama C4 oksaloasetatı C6'ya dönüştürür
2	Sitrat	cis-aconat + H2O	akonitaz	Dehidrasyon	tersinir izomerizasyon
3	cis-aconat + H2O	izositrat	akonitaz	sıvı alımı	tersinir izomerizasyon
4	İzositrat +	izositrat dehidrojenaz	Oksidasyon	NADH oluşur (2,5 ATP'ye eşdeğer)
5	Oksalosüksinat	izositrat dehidrojenaz	α-ketoglutarat + CO2	dekarboksilasyon	geri dönüşümlü aşama C5 oluşur
6	α-ketoglutarat + NAD++ CoA-SH	süksinil-CoA+ NADH+H++ CO2	alfa-ketoglutarat dehidrojenaz	Oksidatif dekarboksilasyon	NADH oluşur (2,5 ATP'ye eşdeğer), C4 yolunun yenilenmesi (CoA tarafından salınır)
7	süksinil-CoA+ GSYİH + Pi	süksinat + CoA-SH+ GTP	süksinil koenzim A sentetaz	substrat fosforilasyonu	veya ADP ->ATP, 1 ATP oluşur
8	süksinat + ubikinon (Q)	fumarat + ubikinol (QH 2)	süksinat dehidrojenaz	Oksidasyon	FAD, enzimde protez grup olarak (reaksiyonun ilk aşamasında FAD->FADH 2) kullanılır, 1,5 ATP eşdeğeri oluşur
9	fumarat + H2O	L-malat	fumaraz	H 2 O ilavesi (sıvı alımı)
10	L-malat + NAD+	oksaloasetat + NADH+H+	malat dehidrojenaz	oksidasyon	NADH oluşur (2,5 ATP'ye eşdeğer)

Krebs döngüsünün bir devrinin genel denklemi şöyledir:

Asetil-CoA → 2CO2 + CoA + 8e -

Notlar

Bağlantılar

Wikimedia Vakfı. 2010.

Calvin döngüsü
Humphrey döngüsü

Diğer sözlüklerde “Krebs Döngüsü”nün ne olduğunu görün:

KREBS DÖNGÜSÜ- (sitrik ve trikarboksilik asit döngüsü), çoğu ÖKARYOTİK organizmanın ana enerjisini gıdanın oksidasyonu sonucu elde ettiği bir biyokimyasal reaksiyonlar sistemi. MİTOKONDRİ HÜCRELERİNDE OLUŞUR. Çeşitli kimyasallar içerir... ... Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük

Krebs döngüsü- Trikarboksilik asit döngüsü, aerobik organizmaların hücrelerinde ATP moleküllerinin sentezinin meydana geldiği sıralı reaksiyonların bir döngüsü Biyoteknoloji konuları TR Krebs döngüsü ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

Krebs döngüsü- - asetil CoA'nın nihai ürünlere (CO2 ve H2O) tamamen yok olmasına yol açan metabolik yol ... Biyokimyasal terimlerin kısa bir sözlüğü

Krebs döngüsü- Trikarboksirūgščių ciklas statusas T sritis chemija apibrėžtis Baltymų, riebalų ve angliavandenių oksidacinio skaidymo organizme ciklas. atitikmenys: ingilizce. sitrik asit döngüsü; Krebs döngüsü; trikarboksilik asit döngüsü rus. Krebs döngüsü; limon döngüsü... ... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Krebs döngüsü- trikarboksilik asit (Krebs, sitrik asit) döngüsü trikarboksilik asit döngüsü, Krebs döngüsü. Aerobik organizmalarda (eu ve prokaryotlar) metabolik reaksiyonların en önemli döngüsel dizisi, bunun sonucunda sıralı bir... ... Moleküler biyoloji ve genetik. Sözlük.

KREBS DÖNGÜSÜ- trikarboksilik asit döngüsüyle aynı... Doğal bilim. ansiklopedik sözlük

Krebs Döngüsü, Sitrik Asit Döngüsü- enzimlerin katalizör görevi gördüğü karmaşık bir reaksiyon döngüsü; bu reaksiyonlar tüm hayvanların hücrelerinde gerçekleşir ve oksijen varlığında asetatın ayrışması ve ATP formundaki enerjinin açığa çıkması (elektron transfer zinciri yoluyla) ve... ... Tıbbi terimler

KREBS DÖNGÜSÜ, SİTRİK ASİT DÖNGÜSÜ- (sitrik asit döngüsü) enzimlerin katalizör görevi gördüğü karmaşık bir reaksiyon döngüsü; bu reaksiyonlar tüm hayvanların hücrelerinde meydana gelir ve oksijen varlığında asetatın ayrışması ve ATP formundaki enerjinin açığa çıkmasından oluşur (iletim zinciri yoluyla... ... Açıklayıcı tıp sözlüğü

KREBS DÖNGÜSÜ (trikarboksilik asit döngüsü)- sitrik asit döngüsü), pirüvik asidin vücutta oksitlenerek ATP formunda karbondioksit, su ve enerji ürettiği karmaşık bir siklik enzimatik işlemdir; genel sistemde merkezi bir konuma sahiptir... ... Botanik terimler sözlüğü

Trikarboksilik asit döngüsü- Döngü... Vikipedi