Biologie fără limite

ciclul acidului Citric

ciclul acidului citric este o serie de reacții care produc două molecule de dioxid de carbon, o GTP/ATP și forme reduse de NADH și FADH2.

Takeaways cheie

puncte cheie

• molecula de patru carbon, oxaloacetat, care a început ciclul este regenerată după cele opt etape ale ciclului acidului citric.,
• cele opt etape ale ciclului acidului citric sunt o serie de reacții redox, deshidratare, hidratare și decarboxilare.
• fiecare rotire a ciclului formează un GTP sau ATP, precum și trei molecule NADH și o moleculă FADH2, care vor fi utilizate în etapele ulterioare ale respirației celulare pentru a produce ATP pentru celulă., și proteinele în dioxid de carbon
• ciclul Krebs: o serie de reacții enzimatice care apare la toate organismele aerobe; aceasta implică metabolismul oxidativ al acetil unități și servește ca sursă principală de energie celulară
• mitocondriile: în biologie celulară, o mitocondrie (plural mitocondrii) este o membrană-închisă organelle, de multe ori descris ca „centralele electrice celulare”, deoarece acestea generează cea mai mare parte din ATP-ul

Ciclul Acidului Citric (Ciclul Krebs)

Cum ar fi conversia piruvatului la acetil CoA, ciclul acidului citric are loc în matricea mitocondriilor., Aproape toate enzimele ciclului acidului citric sunt solubile, cu singura excepție a enzimei succinat dehidrogenază, care este încorporată în membrana interioară a mitocondriului. Spre deosebire de glicoliză, ciclul acidului citric este o buclă închisă: ultima parte a căii regenerează compusul utilizat în prima etapă. Cele opt etape ale ciclului sunt o serie de reacții redox, deshidratare, hidratare și decarboxilare care produc două molecule de dioxid de carbon, o GTP/ATP și forme reduse de NADH și FADH2., Aceasta este considerată o cale aerobă, deoarece NADH și FADH2 produse trebuie să-și transfere electronii pe următoarea cale din sistem, care va folosi oxigenul. Dacă acest transfer nu are loc, etapele de oxidare ale ciclului acidului citric nu apar. Rețineți că ciclul acidului citric produce foarte puțin ATP direct și nu consumă direct oxigen.,

ciclul acidului citric: În ciclul acidului citric, gruparea acetil de la acetil CoA este atașat la un patru-carbon oxaloacetat molecule pentru a forma un șase-carbon citratul de moleculă. Printr-o serie de etape, Citratul este oxidat, eliberând două molecule de dioxid de carbon pentru fiecare grupare acetil introdusă în ciclu. În acest proces, trei molecule NAD+ sunt reduse la NADH, o moleculă FAD este redusă la FADH2 și se produce un ATP sau GTP (în funcție de tipul celulei) (prin fosforilare la nivel de substrat)., Deoarece produsul final al ciclului acidului citric este, de asemenea, primul reactant, ciclul rulează continuu în prezența unor reactanți suficienți.

pași în ciclul acidului Citric

Pasul 1. Primul pas este un pas de condensare, combinând gruparea acetil cu două carbon (din acetil CoA) cu o moleculă de oxaloacetat de patru carbon pentru a forma o moleculă de citrat de șase carbon. CoA este legat de o grupare sulfhidril (- SH) și difuzează departe de a combina în cele din urmă cu o altă grupare acetil. Acest pas este ireversibil, deoarece este extrem de exergonic., Rata acestei reacții este controlată de feedback-ul negativ și de cantitatea de ATP disponibilă. Dacă nivelurile ATP cresc, rata acestei reacții scade. În cazul în care ATP este în scurt de aprovizionare, rata crește.

Pasul 2. Citratul pierde o moleculă de apă și câștigă alta, deoarece Citratul este transformat în izomerul său, izocitratul.

pașii 3 și 4. În pasul trei, izocitratul este oxidat, producând o moleculă de cinci carbon, α-ketoglutarat, împreună cu o moleculă de CO2 și doi electroni, care reduc NAD+ LA NADH., Acest pas este, de asemenea, reglementat de feedback-ul negativ de la ATP și NADH și de un efect pozitiv al ADP. Pașii trei și patru sunt pași de oxidare și decarboxilare, care eliberează electroni care reduc nad+ LA NADH și eliberează grupări carboxil care formează molecule de CO2. α-ketoglutaratul este produsul etapei a treia, iar o grupare succinil este produsul etapei a patra. CoA leagă gruparea succinil pentru a forma succinil CoA. Enzima care catalizează pasul patru este reglată prin inhibarea feedback-ului ATP, succinil CoA și NADH.

Pasul 5., O grupare fosfat este înlocuită cu coenzima A și se formează o legătură de mare energie. Această energie este utilizată în fosforilarea la nivel de substrat (în timpul conversiei grupării succinil în succinat) pentru a forma fie guanin trifosfat (GTP), fie ATP. Există două forme ale enzimei, numite izoenzime, pentru această etapă, în funcție de tipul de țesut animal în care se găsesc. O formă se găsește în țesuturile care utilizează cantități mari de ATP, cum ar fi inima și mușchiul scheletic. Această formă produce ATP., A doua formă a enzimei se găsește în țesuturile care au un număr mare de căi anabolice, cum ar fi ficatul. Acest formular produce GTP. GTP este echivalent energetic cu ATP; cu toate acestea, utilizarea sa este mai restricționată. În special, sinteza proteinelor utilizează în principal GTP.

Pasul 6. Pasul șase este un proces de deshidratare care transformă succinatul în fumarat. Doi atomi de hidrogen sunt transferați în FAD, producând FADH2. Energia conținută în electronii acestor atomi este insuficientă pentru a reduce NAD+, dar adecvată pentru a reduce FAD., Spre deosebire de NADH, acest purtător rămâne atașat enzimei și transferă electronii direct în lanțul de transport al electronilor. Acest proces este posibil prin localizarea enzimei care catalizează acest pas în interiorul membranei interioare a mitocondriilor.

Pasul 7. Se adaugă apă la fumarat în timpul etapei a șaptea și se produce malat. Ultimul pas în ciclul acidului citric regenerează oxaloacetatul prin oxidarea malatului. Se produce o altă moleculă de NADH.,

produse din ciclul acidului Citric

doi atomi de carbon intră în ciclul acidului citric din fiecare grupare acetil, reprezentând patru din cei șase atomi de carbon ai unei molecule de glucoză. Două molecule de dioxid de carbon sunt eliberate la fiecare rotire a ciclului; cu toate acestea, acestea nu conțin neapărat atomii de carbon adăugați cel mai recent. Cei doi atomi de carbon acetil vor fi eliberați în cele din urmă pe viraje ulterioare ale ciclului; astfel, toți cei șase atomi de carbon din molecula originală de glucoză sunt în cele din urmă încorporați în dioxid de carbon., Fiecare rotire a ciclului formează trei molecule NADH și o moleculă FADH2. Acești purtători se vor conecta cu ultima porțiune de respirație aerobă pentru a produce molecule ATP. Un GTP sau ATP se face, de asemenea, în fiecare ciclu. Mai mulți dintre compușii intermediari din ciclul acidului citric pot fi utilizați în sinteza aminoacizilor neesențiali; prin urmare, ciclul este amfibolic (atât catabolic cât și anabolic).