határtalan Biológia

Citromsavciklus

a citromsavciklus olyan reakciók sorozata, amelyek két szén-dioxid molekulát, egy GTP/ATP-t és a NADH és FADH2 redukált formáit eredményeznek.

Citromsav Ciklus (Krebs Ciklus)

Mint a konverziós a piruvát, hogy acetil-CoA, a citromsav ciklus zajlik a mátrix a mitokondriumok., A citromsavciklus szinte minden enzimje oldódik, kivéve a mitokondrion belső membránjába ágyazott szukcinát-dehidrogenáz enzimet. A glikolízissel ellentétben a citromsav ciklus zárt hurok: az út utolsó része regenerálja az első lépésben használt vegyületet. A ciklus nyolc lépése redox, dehidráció, hidratáció és dekarboxilációs reakciók sorozata, amelyek két szén-dioxid molekulát, egy GTP/ATP-t, valamint a NADH és FADH2 redukált formáit eredményezik., Ezt aerob útvonalnak tekintik, mivel az előállított NADH-nak és FADH2-nek át kell adnia elektronjait a rendszer következő útvonalára, amely oxigént fog használni. Ha ez az átvitel nem következik be, a citromsavciklus oxidációs lépései szintén nem fordulnak elő. Vegye figyelembe, hogy a citromsavciklus nagyon kevés ATP-t termel közvetlenül, és nem fogyaszt közvetlenül oxigént.,

a citromsavciklus: a citromsavciklusban az acetil-CoA acetilcsoport egy négy szén-oxaloacetát molekulához kapcsolódik, hogy hat szén-citrát molekulát képezzen. Egy sor lépésen keresztül a citrát oxidálódik, felszabadítva két szén-dioxid molekulát minden egyes acetilcsoporthoz, amelyet a ciklusba táplálnak. A folyamat során három nad + molekula NADH-ra csökken, egy FADH2-re csökken, egy ATP vagy GTP (a sejttípustól függően) keletkezik (szubsztrátszintű foszforilációval)., Mivel a citromsavciklus végterméke szintén az első reagens, a ciklus folyamatosan fut elegendő reagens jelenlétében.

a Citromsavciklus lépései

1. lépés. Az első lépés egy kondenzációs lépés, amely a két szén-acetilcsoportot (az acetil-CoA-ból) egy négy szén-oxaloacetát molekulával ötvözi, hogy hat szén-citrát molekulát képezzen. A CoA egy szulfhidrilcsoporthoz (- SH) kötődik, és diffundál, hogy végül egy másik acetilcsoporttal kombinálódjon. Ez a lépés visszafordíthatatlan, mert nagyon exergonikus., A reakció sebességét a negatív visszacsatolás és a rendelkezésre álló ATP mennyisége szabályozza. Ha az ATP szintje nő, a reakció sebessége csökken. Ha az ATP hiányzik, az arány növekszik.

2. lépés. A citrát elveszíti az egyik vízmolekulát, a másik pedig a citrát izomerévé, izocitrátává alakul.

3.és 4. lépés. A harmadik lépésben az izocitrát oxidálódik, öt szénmolekula, α-ketoglutarát keletkezik, valamint egy CO2-molekula és két elektron, amelyek a NAD+ – t NADH-ra redukálják., Ezt a lépést az ATP és a NADH negatív visszajelzése, valamint az ADP pozitív hatása is szabályozza. A harmadik és a negyedik lépés az oxidációs és dekarboxilezési lépések, amelyek a NAD+ – t NADH-ra redukáló elektronokat szabadítják fel, és felszabadítják a CO2 molekulákat alkotó karboxilcsoportokat. az α-ketoglutarát a harmadik lépés terméke, a szukcinilcsoport pedig a negyedik lépés terméke. A CoA a szukcinilcsoportot szukcinil-CoA-hoz köti. A negyedik lépést katalizáló enzimet az ATP, a szukcinil-CoA és a NADH visszacsatolási gátlása szabályozza.

5. lépés., A koenzim A foszfátcsoportot helyettesíti, nagy energiájú kötés alakul ki. Ezt az energiát szubsztrátszintű foszforilációban (a szukcinilcsoport szukcinátvá történő átalakításakor) használják guanin-trifoszfát (GTP) vagy ATP kialakítására. Az enzimnek két formája van, az úgynevezett izoenzimek, ehhez a lépéshez, attól függően, hogy milyen típusú állati szövetet találnak. Az egyik forma olyan szövetekben található, amelyek nagy mennyiségű ATP-t használnak, mint például a szív és a vázizomzat. Ez a forma ATP-t termel., Az enzim második formája olyan szövetekben található, amelyeknek nagy számú anabolikus útvonala van, mint például a máj. Ez a forma GTP-t termel. A GTP energetikailag egyenértékű az ATP-vel; használata azonban korlátozottabb. Különösen a fehérjeszintézis elsősorban GTP-t használ.

6. lépés. A hatodik lépés egy dehidrációs folyamat,amely a szukcinátot fumaráttá alakítja. Két hidrogénatom átkerül a FADH2-re. Ezeknek az atomoknak az elektronjaiban lévő energia nem elegendő a NAD + csökkentéséhez, de megfelelő a FAD csökkentéséhez., A NADH-val ellentétben ez a hordozó továbbra is az enzimhez kapcsolódik, és az elektronokat közvetlenül az elektronszállítási láncba továbbítja. Ezt a folyamatot az enzim lokalizációja teszi lehetővé, amely katalizálja ezt a lépést a mitokondrion belső membránján belül.

7. lépés. A hetedik lépés során vizet adnak a fumaráthoz, és malátot állítanak elő. Az utolsó lépés a citromsav ciklus regenerálja oxaloacetát oxidálásával malát. Egy másik NADH molekula keletkezik.,

A Citromsavciklus termékei

két szénatom jön be a citromsavciklusba minden acetilcsoportból, ami egy glükózmolekula hat karbonjából négyet képvisel. A ciklus minden fordulóján két szén-dioxid-molekula szabadul fel, ezek azonban nem feltétlenül tartalmazzák a legutóbb hozzáadott szénatomokat. A két acetil-szénatom végül a ciklus későbbi fordulatain szabadul fel; így az eredeti glükózmolekula mind a hat szénatomja végül beépül a szén-dioxidba., A ciklus minden fordulata három NADH molekulát és egy FADH2 molekulát alkot. Ezek a hordozók kapcsolódnak az aerob légzés utolsó részéhez az ATP molekulák előállításához. Minden ciklusban egy GTP vagy ATP is készül. A citromsavciklus számos köztes vegyülete felhasználható nem esszenciális aminosavak szintézisére, ezért a ciklus kétéltű (mind katabolikus, mind anabolikus).