Boundless Biology (日本語)

クエン酸サイクル

クエン酸サイクルは、二つの二酸化炭素分子、一つのGTP/ATP、およびNADHおよびFADH2の還元型を生成する一連の反応である。

クエン酸サイクル（クレブスサイクル）

のようなピルビン酸のアセチルcoaへの変換は、クエン酸サイクルは、ミトコンドリアのマトリックスで行われます。, クエン酸サイクルの酵素のほとんどすべては、ミトコンドリアの内側の膜に埋め込まれている酵素コハク酸デヒドロゲナーゼを除いて、可溶性である。 解糖とは異なり、クエン酸サイクルは閉ループであり、経路の最後の部分は最初のステップで使用された化合物を再生する。 このサイクルの八つのステップは、二つの二酸化炭素分子、一つのGTP/ATP、およびNADHおよびFADH2の還元型を生成する一連の酸化還元、脱水、水和、および脱炭酸反応である。, 生成されたNADHとFADH2は、酸素を使用するシステム内の次の経路に電子を移動させなければならないため、これは好気性経路と考えられています。 この移動が起こらなければ、クエン酸サイクルの酸化ステップも起こらない。 クエン酸サイクルは直接ATPを非常に少なくし、酸素を直接消費しないことに注意してください。,

クエン酸サイクル：クエン酸サイクルでは、アセチルCoAからのアセチル基が四炭素オキサロ酢酸分子に結合して六炭素クエン酸 一連のステップによって、クエン酸塩は酸化され、サイクルに供給された各アセチル基のための二つの二酸化炭素分子を放出する。 このプロセスでは、三つのNAD+分子がNADHに還元され、一つのFAD分子がFADH2に還元され、一つのATPまたはGTPが（基質レベルのリン酸化によって）生成される。, クエン酸サイクルの最終生成物も最初の反応物であるため、サイクルは十分な反応物の存在下で連続的に実行される。

クエン酸サイクルのステップ

ステップ1。 最初のステップは、二炭素アセチル基（アセチルCoA由来）と四炭素オキサロ酢酸分子を組み合わせて、クエン酸の六炭素分子を形成する縮合工程である。 CoAはスルフヒドリル基（-SH）に結合し、最終的に別のアセチル基と結合するために拡散する。 それは非常にexergonicであるため、このステップは不可逆的です。, この反応の速度は、負のフィードバックおよび利用可能なATPの量によって制御される。 ATPレベルが増加すると、この反応の速度が低下する。 ATPが不足している場合、速度が増加します。

ステップ2。 クエン酸塩は一つの水分子を失い、クエン酸塩がその異性体であるイソクエン酸塩に変換されるにつれて別の分子を得る。

ステップ3および4。 ステップスリーでは、イソクエン酸塩が酸化され、CO2と二つの電子の分子とともに五つの炭素分子、α-ケトグルタル酸を生成し、NAD+をNADHに還元する。, このステップは、ATPおよびNADHからの負のフィードバックおよびADPの正の効果によっても調節される。 ステップ三、四は、NAD+をNADHに還元する電子を放出し、CO2分子を形成するカルボキシル基を放出する酸化および脱炭酸ステップの両方である。 α-ケトグルタル酸は三段階の生成物であり、スクシニル基は四段階の生成物である。 CoAはスクシニル基を結合してスクシニルCoAを形成する。 ステップフォーを触媒する酵素は、ATP、スクシニルCoA、およびNADHのフィードバック阻害によって調節される。

ステップ5., 補酵素Ａにはリン酸基が置換され，高エネルギー結合が形成される。 このエネルギーは基質レベルのリン酸化でグアニン三リン酸塩(GTP)かATPを形作るために（コハク酸へのスクシニルのグループの転換の間に）使用されます。 それらが発見された動物組織の種類に応じて、このステップのために、アイソザイムと呼ばれる酵素の二つの形態があります。 一つの形態は、心臓および骨格筋などの大量のATPを使用する組織に見出される。 この形態はATPを生成する。, この酵素の第二の形態は、肝臓などの多数の同化経路を有する組織に見出される。 このフォームはGTPを生成します。 GTPはATPとエネルギー的に同等であるが、その使用はより制限されている。 特に、タンパク質合成は主にGTPを使用する。

ステップ6. ステップシックスは、コハク酸をフマル酸塩に変換する脱水プロセスである。 二つの水素原子がFADに転送され、FADH2が生成される。 これらの原子の電子に含まれるエネルギーは、NAD+を還元するには不十分であるが、FADを還元するには十分である。, NADHとは異なり、この担体は酵素に結合したままであり、電子を電子輸送鎖に直接移動させる。 このプロセスはmitochondrionの内部の膜の中のこのステップに触媒作用を及ぼす酵素の局在化によって可能になります。

ステップ7. ステップ七の間にフマル酸塩に水を加え、リンゴ酸塩を生成する。 クエン酸サイクルの最後のステップは、リンゴ酸を酸化することによってオキサロ酢酸を再生する。 NADHの別の分子が産生される。,

クエン酸サイクルの生成物

二つの炭素原子は、一つのグルコース分子の六つの炭素のうち四つを表す、各アセチル基からクエン酸サイクルに入ってくる。 二つの二酸化炭素分子は、サイクルの各ターンで放出されるが、これらは必ずしも最近添加された炭素原子を含んでいない。 したがって、元のグルコース分子からの六つの炭素原子はすべて、最終的に二酸化炭素に組み込まれます。, サイクルの各ターンは、三つのNADH分子と一つのFADH2分子を形成する。 これらの担体は、好気性呼吸の最後の部分と接続してATP分子を生成する。 一つのGTPまたはATPも各サイクルで作られています。 クエン酸周期の中間混compoundsの複数は非必須アミノ酸の総合で使用することができます;従って、周期は両生類です（異化作用および同化）。