Ciclul acidului citric - lexicon compact de biologie
Lexicon compact de biologie: ciclul acidului citric
Ciclul acidului citric, Ciclul acidului citric, Ciclul Krebs, Ciclul acidului tricarboxilic, Ciclul acidului citric, cea mai importantă secvență de reacție ciclică pentru descompunerea oxidativă finală a proteinelor, grăsimilor și carbohidraților la CO2 și H2O. A fost fondată cam în același timp de H.A. Krebs, G. Martius și F. Knoop (1875-1946) au descoperit. CO2 este creat în C. prin decarboxilarea oxidativă a α-cetoacizilor. În legătură cu lanțul respirator, are loc cifra de afaceri pentru sinteza adenozin trifosfatului cu energie ridicată (ATP; fosfat de adenozină). Pe lângă generarea de energie, C. este, de asemenea, important pentru sinteza unui nou material celular; deci este amfibolic. Diferite grupuri importante de substanțe sunt derivate din produse intermediare ale C. și diferite cicluri metabolice sunt legate de C. În eucariote, C. este localizat în mitocondrii, unde este legat structural și funcțional de lanțul respirator și de descompunerea acizilor grași. La procariote, enzimele C. se află în citoplasmă.
Importanța biologică a C. constă în oxidarea și descompunerea grupului acetil al acetil-coenzimei A în două molecule de CO2, prin care sunt eliberați de patru ori doi atomi de hidrogen, care sunt transferați în NAD + sau FAD. Aceste coenzime sunt regenerate prin lanțul respirator, prin care atomii de hidrogen sunt oxidați pentru a forma apă. Oxidările din C. se efectuează prin adăugarea repetată de apă și deshidratarea ulterioară conform formulei empirice CH3CO - SCoA + 3 H2O → 2 CO2 +8 [H] + HSCoA. Oxigenul nu joacă un rol direct. Reacția inițială a lui C. este condensarea acetil-CoA cu oxaloacetat, care este catalizată de citrat sintază. Când apa este absorbită, se formează citrat și coenzima liberă A. Oxaloacetatul este regenerat din citrat în alte șapte etape de reacție, uneori complexe.
Bilanțul energetic al C.: Atunci când acetil-CoA este oxidat în C., se eliberează un total de 901,7 kJ de energie chimică, din care 800,29 kJ se realizează prin lanțul respirator, prin care această energie provine de la două NADH și unul FADH2: NADH + 1/2 O2 + H + → NAD + + H2O (ΔG ° = -219,4 kJ; FADH2 + 1/2 O2 → FAD + H2O; ΔG ° = -151,6 kJ. O parte din această energie este utilizată pentru sinteza a douăsprezece molecule de ATP, care este un randament energetic aproximativ 40% din totalul energiei libere corespunde: și anume, în reacțiile 4, 6 și 10 (vezi Fig.) prin formarea NADH și oxidarea ulterioară a acestuia în lanțul respirator de trei ori trei molecule de ATP, în reacția 8 rezultă din Formarea și oxidarea FADH2 a două molecule de ATP plus GTP formate în reacția 7, care este echivalent energetic cu ATP.
Reglementarea C. ADP/ATP și NAD +/NADH + H + acționează ca efectori ai C., prin care reglarea izocitratului dehidrogenază, o enzimă alosterică, este deosebit de importantă. Enzima are nevoie de ADP ca activator. ATP și NADPH acționează ca inhibitori (vezi tabelul). Sinteza oxaloacetatului și citratului sunt alte obiective de reglare. Oxaloacetatul acționează ca un catalizator în oxidarea acetil-CoA la CO2 și, în același timp, acționează ca un inhibitor al succinat dehidrogenazei și malat dehidrogenazei. Deoarece C. are loc numai în legătură cu lanțul respirator, intensitatea acestuia este, de asemenea, reglată de alimentarea cu oxigen. Sub anaerobioză, formarea coenzimelor reduse NADH și FADH2 oprește ciclul acidului citric.
Ciclul acidului citric: În ciclul acidului citric, acetil-CoA și oxaloacetat sunt adăugate de citrat sintază (așa-numita enzimă de condensare), CoA fiind separat. Pe parcursul ciclului, se eliberează 2 CO2 și atomii de hidrogen sunt transferați de patru dehidrogenaze diferite în total 3 NAD + și 1 FAD, care își transmit hidrogenul pentru formarea ATP în lanțul respirator. În C., o fosforilare a lanțului de substrat creează un GTP bogat în energie care corespunde ATP. Reacțiile individuale sunt catalizate de următoarele enzime: (1) citrat sintază, (2) și (3) aconitază, (4) și (5) izocitrat dehidrogenază, (6) α-cetoglutarat dehidrogenază, (7) succinat Tiokinază, (8) succinat dehidrogenază, (9) fumarază, (10) malat dehidrogenază, (11) izocitrat liază, (12) malat sintază. Săgețile exterioare luminoase indică locurile în care substraturile din alte căi de degradare pot fi introduse în contrabandă în C. Liniile de lumină din mijloc arată relația dintre C. și ciclul glioxilat, care este funcțional atunci când celulele au acetat ca substrat
Ciclul acidului citric: Reglementările din ciclul acidului citric