Grenseløse Biologi

Sitronsyre Syklus

sitronsyre syklus er en serie av reaksjoner som produserer to carbon dioxide molekyler, en GTP/ATP og reduserte former av NADH og FADH2.

Sitronsyre Syklus (Krebs Syklus)

Som konvertering av pyruvate til acetyl CoA, sitronsyre syklus tar sted i matrisen av mitokondriene., Nesten alle av de enzymene av sitronsyre syklus er løselig, med ett unntak av enzymet succinate-dehydrogenase, som er innebygd i den indre membranen av mitokondrie. I motsetning til glykolysen, sitronsyre syklus er en lukket sløyfe: den siste delen av veien gjenoppretter sammensatte brukt i det første trinnet. De åtte trinn i syklusen er en serie av redox, dehydrering, hydrering, og decarboxylation reaksjoner som produserer to carbon dioxide molekyler, en GTP/ATP og reduserte former av NADH og FADH2., Dette regnes som en aerobic veien fordi NADH og FADH2 som produseres må overføre sine elektroner til neste vei i systemet, som vil bruke oksygen. Hvis denne overføringen ikke skjer, oksidasjon trinn av sitronsyre syklus heller ikke forekomme. Vær oppmerksom på at sitronsyre syklus produserer svært lite ATP direkte og ikke direkte forbruker oksygen.,

sitronsyre syklus: I sitronsyre syklus, acetyl-gruppen fra acetyl CoA er knyttet til en fire-karbon oxaloacetate molekylet for å danne en seks-karbon citrate molekyl. Gjennom en rekke trinn, citrate er oksidert, og slipper to carbon dioxide molekyler for hver acetyl-gruppen matet inn i syklusen. I den prosessen, tre NAD+ molekyler er redusert til NADH, en KJEPPHEST molekylet er redusert til FADH2, og en ATP eller GTP (avhengig av typen celle) er produsert (med substrat-nivå phosphorylation)., Fordi det endelige produktet av sitronsyre syklus er også den første reaktant, syklusen går kontinuerlig i nærvær av tilstrekkelig reaktantene.

Trinnene i Sitronsyre Syklus

Trinn 1. Det første trinnet er en kondens trinn, ved å kombinere de to-karbon-acetyl-gruppen (fra acetyl CoA) med en fire-karbon oxaloacetate molekylet for å danne en seks-karbon-molekylet citrate. CoA er bundet til en sulfhydryl-gruppen (-SH) og diffunderer unna til slutt å kombinere med en annen acetyl-gruppen. Dette trinnet er irreversible fordi det er svært exergonic., Frekvensen av denne reaksjonen er kontrollert av negative tilbakemeldinger og mengden av ATP tilgjengelig. Hvis ATP-nivåene øker, frekvensen av denne reaksjonen avtar. Hvis ATP er mangelvare, frekvensen øker.

Trinn 2. Citrate mister et molekyl vann og gevinster annen citrate som er omgjort til sin isomeren, isocitrate.

Trinn 3 og 4. I trinn tre, isocitrate er oksidert, produsere en fem-karbon-molekylet, α-ketoglutarat, sammen med et molekyl av CO2 og to elektroner, som reduserer NAD+ til NADH., Dette trinnet er også regulert ved negative tilbakemeldinger fra ATP og NADH og av en positiv effekt av ADP. Trinn tre og fire er både oksidasjon og decarboxylation trinn, som slipper elektroner som reduserer NAD+ til NADH og slipp carboxyl grupper som danner CO2-molekyler. α-Ketoglutarat er produktet av tre trinn, og en succinyl-gruppen er produktet av fire trinn. CoA binder succinyl-gruppen for å danne succinyl CoA. Enzymet som catalyzes trinn fire er regulert av tilbakemeldinger hemming av ATP, succinyl CoA, og NADH.

Trinn 5., En fosfat-konsernet er til erstatning for koenzym A, og en høy – energi bond er dannet. Denne energien brukes i substrat-nivå phosphorylation (under konvertering av succinyl-gruppen til succinate) til skjemaet enten guanin trifosfat (GTP) eller ATP. Det er to former av enzymet, kalt isoenzymes, for dette trinnet, avhengig av animalsk vev der de er funnet. En form er funnet i vev som bruker store mengder ATP, slik som hjerte-og skjelettmuskulatur. Dette skjemaet produserer ATP., Den andre formen av enzymet er funnet i vev som har et høyt antall av anabole veier, for eksempel leveren. Dette skjemaet gir GTP. GTP er energisk tilsvarende ATP, men bruken er mer begrenset. Spesielt protein syntese bruker primært GTP.

Trinn 6. Trinn seks er dehydrering prosessen som konverterer succinate inn fumarate. To hydrogen atomer er overført til FAD, produsere FADH2. Energien som finnes i elektroner av disse atomene er tilstrekkelig til å redusere NAD+, men tilstrekkelig til å redusere FAD., I motsetning til NADH, dette bærer fortsatt er koblet til enzymet og overføringer elektronene til elektrontransportkjeden direkte. Denne prosessen er gjort mulig ved lokalisering av enzymet catalyzing dette trinnet inne i den indre membranen av mitokondrie.

Trinn 7. Vann er lagt til fumarate under trinn syv, og malate er produsert. Det siste trinnet i sitronsyre syklus regenererer oxaloacetate av oksiderende malate. Et annet molekyl av NADH er produsert.,

Produkter av Sitronsyre Syklus

To karbon-atomer kommer inn sitronsyre syklus fra hver acetyl-gruppen, som representerer fire av de seks karbonatomer av ett molekyl glukose. To carbon dioxide molekyler er utgitt på hver omdreining av syklusen, men disse har ikke nødvendigvis den mest nylig lagt til karbonatomene. De to acetyl karbon-atomer vil til slutt bli utgitt på senere slår av syklusen, slik at alle seks karbonatomer fra den opprinnelige molekyl glukose er slutt innlemmet i karbondioksid., Hver omdreining av syklusen former tre NADH molekyler og en FADH2 molekyl. Disse bærere vil koble til med den siste delen av aerob respirasjon å produsere ATP-molekyler. En GTP eller ATP er også laget i hver syklus. Flere av de mellomliggende forbindelser i sitronsyre syklus, kan brukes i syntetisere ikke-essensielle aminosyrer, og derfor syklusen er amphibolic (både katabolske og anabolske).