Boundless Biology

citroenzuurcyclus

de citroenzuurcyclus is een reeks reacties die twee koolstofdioxidemoleculen, één GTP/ATP, en gereduceerde vormen van NADH en FADH2 produceert.

citroenzuurcyclus (Krebs-Cyclus)

Zoals de omzetting van pyruvaat tot acetyl-CoA, de citroenzuur cyclus vindt plaats in de matrix van het mitochondrium., Bijna alle enzymen van de citroenzuurcyclus zijn oplosbaar, met de enige uitzondering van het enzym succinaat dehydrogenase, dat is ingebed in het binnenste membraan van de mitochondrion. In tegenstelling tot glycolyse is de citroenzuurcyclus een gesloten lus: het laatste deel van de route regenereert de verbinding die in de eerste stap wordt gebruikt. De acht stappen van de cyclus zijn een reeks redox, uitdroging, hydratatie, en decarboxylation reacties die twee koolstofdioxidemolecules, één GTP/ATP, en verminderde vormen van NADH en FADH2 veroorzaken., Dit wordt beschouwd als een aërobe weg omdat de geproduceerde NADH en FADH2 hun elektronen naar de volgende weg in het systeem moeten overbrengen, die zuurstof zal gebruiken. Als deze overdracht niet plaatsvindt, komen ook de oxidatiestappen van de citroenzuurcyclus niet voor. Merk op dat de citroenzuur cyclus produceert zeer weinig ATP direct en niet direct zuurstof verbruikt.,

de citroenzuurcyclus: in de citroenzuurcyclus is de acetylgroep uit acetylcoa verbonden met een molecuul van vier koolstofoxaloacetaten om een molecuul van zes koolstofcitraten te vormen. Door een reeks stappen, wordt het Citraat geoxideerd, vrijgevend twee koolstofdioxidemolecules voor elke acetylgroep die in de cyclus wordt gevoed. In het proces, worden drie nad+ molecules verminderd tot NADH, wordt één molecuul van FAD verminderd tot FADH2, en één ATP of GTP (afhankelijk van het celtype) geproduceerd (door substraat-niveau phosphorylation)., Omdat het eindproduct van de citroenzuurcyclus ook de eerste reactant is, loopt de cyclus continu in aanwezigheid van voldoende reactanten.

stappen in de citroenzuurcyclus

Stap 1. De eerste stap is een condensatiestap, die de twee-koolstof acetylgroep (van acetyl CoA) met een vier-koolstofoxaloacetaatmolecuul combineert om een zes-koolstofmolecuul van citraat te vormen. CoA is gebonden aan een sulfhydrylgroep (-SH) en verspreidt weg om uiteindelijk te combineren met een andere acetylgroep. Deze stap is onomkeerbaar omdat het zeer exergonisch is., De snelheid van deze reactie wordt gecontroleerd door negatieve feedback en de hoeveelheid ATP beschikbaar. Als ATP-niveaus stijgen, neemt de snelheid van deze reactie af. Als ATP schaars is, stijgt het tarief.

Stap 2. Het Citraat verliest één watermolecuul en bereikt een andere aangezien het citraat in zijn isomeer, isocitraat wordt omgezet.

stappen 3 en 4. In Stap drie, wordt isocitraat geoxideerd, producerend een vijf-koolstofmolecuul, α-ketoglutarate, samen met een molecuul van CO2 en twee elektronen, die NAD+ tot NADH verminderen., Deze stap wordt ook geregeld door negatieve feedback van ATP en NADH en door een positief effect van ADP. De stappen drie en vier zijn zowel oxidatie als decarboxylation stappen, die elektronen vrijgeven die nad+ aan NADH verminderen en carboxylgroepen vrijgeven die CO2-molecules vormen. α-ketoglutaraat is het product van stap drie en een succinylgroep is het product van stap vier. CoA bindt de succinylgroep om succinyl CoA te vormen. Het enzym dat stap vier katalyseert wordt geregeld door remming van ATP, succinylcoa, en NADH terug te geven.

Stap 5., Een fosfaatgroep wordt vervangen door co-enzym A, en een hoog – energetische binding wordt gevormd. Deze energie wordt gebruikt in substraat-niveau phosphorylation (tijdens de omzetting van de succinylgroep om te succineren) om of guanine trifosfaat (GTP) of ATP te vormen. Er zijn twee vormen van het enzym, genoemd iso-enzymen, voor deze stap, afhankelijk van het type dierlijk weefsel waarin zij worden gevonden. Een vorm wordt gevonden in weefsels die grote hoeveelheden ATP, zoals hart en skeletspier gebruiken. Deze vorm produceert ATP., De tweede vorm van het enzym wordt gevonden in weefsels die een hoog aantal anabole wegen, zoals lever hebben. Dit formulier produceert GTP. GTP is energetisch gelijkwaardig aan ATP; het gebruik ervan is echter beperkter. In het bijzonder, gebruikt de eiwitsynthese hoofdzakelijk GTP.

Stap 6. Stap zes is een uitdrogingsproces dat succinaat omzet in fumaraat. Twee waterstofatomen worden overgebracht naar FAD, waardoor FADH2 ontstaat. De energie in de elektronen van deze atomen is onvoldoende om NAD+ te verminderen, maar voldoende om FAD te verminderen., In tegenstelling tot NADH, blijft deze drager in bijlage aan het enzym en brengt de elektronen direct aan de keten van het elektronentransport over. Dit proces wordt mogelijk gemaakt door de lokalisatie van het enzym dat deze stap binnen het binnenmembraan van mitochondrion katalyseert.

Stap 7. Water wordt toegevoegd aan fumaraat tijdens stap zeven, en malaat wordt geproduceerd. De laatste stap in de citroenzuurcyclus regenereert oxaloacetaat door het oxideren van malaat. Een andere molecule van NADH wordt geproduceerd.,

producten uit de citroenzuurcyclus

uit elke acetylgroep komen twee koolstofatomen in de citroenzuurcyclus, die vier van de zes koolstofatomen van één glucosemolecuul vertegenwoordigen. Twee koolstofdioxidemoleculen komen bij elke omwenteling van de cyclus vrij; deze bevatten echter niet noodzakelijk de meest recent toegevoegde koolstofatomen. De twee acetyl koolstofatomen zullen uiteindelijk vrijkomen op latere wendingen van de cyclus; dus, alle zes koolstofatomen van de oorspronkelijke glucose molecule worden uiteindelijk opgenomen in kooldioxide., Elke draai van de cyclus vormt drie NADH molecules en één molecuul FADH2. Deze dragers verbinden zich met het laatste gedeelte van de aërobe ademhaling om ATP moleculen te produceren. Één GTP of ATP wordt ook gemaakt in elke cyclus. Verscheidene van de tussenverbindingen in de citroenzuurcyclus kunnen in het samenstellen van niet-essentiële aminozuren worden gebruikt; daarom, is de cyclus amfibolic (zowel katabole als anabole).