Grænseløs Biologi

Citronsyre Cyklus

citronsyre cyklus er en serie af reaktioner, der producerer to kuldioxid molekyler, en GTP/ATP, og reducerede former af NADH og FADH2.

Citronsyre Cyklus (Krebs Cyklus)

Som omdannelsen af pyruvat til acetyl-CoA, citronsyre cyklus foregår i matrix i mitokondrierne., Næsten alle en .ymerne i citronsyrecyklussen er opløselige, med den eneste undtagelse af en .ymet succinat dehydrogenase, som er indlejret i mitokondrions indre membran. I modsætning til glycolyse er citronsyrecyklussen en lukket sløjfe: den sidste del af vejen regenererer forbindelsen anvendt i det første trin. De otte trin i cyklussen er en serie af redox, dehydrering, hydrering, og decarboxylation reaktioner, der producerer to kuldioxid molekyler, en GTP/ATP, og reducerede former af NADH og FADH2., Dette betragtes som en aerob vej, fordi NADH og FADH2 produceret skal overføre deres elektroner til den næste vej i systemet, som vil bruge ilt. Hvis denne overførsel ikke forekommer, forekommer o .idationstrinnene i citronsyrecyklussen heller ikke. Bemærk, at citronsyrecyklussen producerer meget lidt ATP direkte og ikke direkte forbruger ilt.,

citronsyre cyklus: citronsyre cyklus, acetyl-gruppen fra acetyl-CoA er knyttet til en fire-carbon oxaloacetate molekyle til at danne en seks-carbon citrate molekyle. Gennem en række trin o .ideres citrat og frigiver to kuldio .idmolekyler for hver acetylgruppe, der føres ind i cyklussen. I processen reduceres tre nad+ – molekyler til NADH, et FAD-molekyle reduceres til FADH2, og en ATP eller GTP (afhængigt af celletypen) produceres (ved substrat-niveau phosphorylering)., Fordi det endelige produkt af citronsyrecyklussen også er den første reaktant, kører cyklussen kontinuerligt i nærvær af tilstrækkelige reaktanter.

trin i citronsyrecyklussen

Trin 1. Det første trin er et kondensationstrin, der kombinerer to-carbon acetylgruppen (fra acetyl CoA) med et fire-carbon o .aloacetatmolekyle til dannelse af et seks-carbon-molekyle citrat. CoA er bundet til en sulfhydrylgruppe (- sh) og diffunderer væk for til sidst at kombinere med en anden acetylgruppe. Dette trin er irreversibelt, fordi det er meget E .ergonisk., Hastigheden af denne reaktion styres af negativ feedback og mængden af ATP tilgængelig. Hvis ATP-niveauer stiger, falder hastigheden af denne reaktion. Hvis ATP er mangelvare, stiger satsen.

Trin 2. Citrat mister et vandmolekyle og får et andet, da citrat omdannes til dets isomer, isocitrat.

Trin 3 og 4. I trin tre, isocitrate er oxideret, der producerer en fem-carbon-molekyle α-ketoglutarate, sammen med et molekyle af CO2 og to elektroner, som reducerer NAD+ til NADH., Dette trin reguleres også af negativ feedback fra ATP og NADH og af en positiv effekt af ADP. Trin tre og fire er både oxidation og decarboxylation trin, der frigiver elektroner, der reducerer NAD+ til NADH og slip carboxylgrupper at danne CO2-molekyler. α-ketoglutarat er produktet af trin tre, og en succinylgruppe er produktet af trin fire. CoA binder succinylgruppen til dannelse af succinyl CoA. En .ymet, der katalyserer trin fire, reguleres af feedbackhæmning af ATP, succinyl CoA og NADH.

Trin 5., En fosfatgruppe erstattes af Coen .ym A, og der dannes en højenergibinding. Denne energi anvendes i phosphorylering på substratniveau (under omdannelsen af succinylgruppen til succinat) til dannelse af enten guanintriphosphat (GTP) eller ATP. Der er to former for en .ymet, kaldet isoen .ymer, for dette trin, afhængigt af typen af dyrevæv, hvori de findes. En form findes i væv, der bruger store mængder ATP, såsom hjerte og skeletmuskulatur. Denne formular producerer ATP., Den anden form af en .ymet findes i væv, der har et stort antal anabolske veje, såsom lever. Denne formular producerer GTP. GTP svarer energisk til ATP; imidlertid er brugen mere begrænset. Især bruger proteinsyntese primært GTP.

Trin 6. Trin seks er en dehydreringsproces, der omdanner succinat til fumarat. To hydrogenatomer overføres til FAD, der producerer FADH2. Energien indeholdt i elektronerne i disse atomer er utilstrækkelig til at reducere NAD+, men tilstrækkelig til at reducere FAD., I modsætning til NADH forbliver denne bærer fastgjort til en .ymet og overfører elektronerne direkte til elektrontransportkæden. Denne proces muliggøres ved lokalisering af en .ymet, der katalyserer dette trin inde i mitokondrions indre membran.

Trin 7. Vand tilsættes til fumarat under trin syv, og malat produceres. Det sidste trin i citronsyrecyklussen regenererer o .aloacetat ved at O .idere malat. Et andet molekyle af NADH produceres.,

produkter af citronsyrecyklussen

to carbonatomer kommer ind i citronsyrecyklussen fra hver acetylgruppe, der repræsenterer fire ud af de seks carbonatomer i et glukosemolekyle. To kuldio .idmolekyler frigives ved hver tur i cyklussen; imidlertid, disse indeholder ikke nødvendigvis de senest tilsatte carbonatomer. De to acetylcarbonatomer frigives til sidst ved senere omdrejninger af cyklussen; dermed, alle seks carbonatomer fra det originale glukosemolekyle inkorporeres til sidst i kuldio .id., Hver omdrejning af cyklussen danner tre NADH-molekyler og et FADH2-molekyle. Disse bærere vil forbinde med den sidste del af aerob respiration for at producere ATP-molekyler. En GTP eller ATP er også lavet i hver cyklus. Flere af de mellemliggende forbindelser i citronsyrecyklussen kan anvendes til syntese af ikke-essentielle aminosyrer; derfor er cyklussen amfibolisk (både katabolisk og anabolsk).