"pirmā daļa
Ferments, kas katalizē krebsa cikla ceturto posmu, ir α-keto glutarāta dehidrogenāze; šis ferments ir fermentu komplekss, kas ir ļoti līdzīgs piruvāta dehidrogenāzei. Abi sastāv no 48–60 proteīniem, kuros atpazīst trīs dažādas fermentatīvas aktivitātes, un tiem ir vienādi fermentatīvie kofaktori; ir ļoti līdzīgi fermenti, jo tie iedarbojas uz līdzīgiem substrātiem: gan piruvātu, gan l "α-keto glutarāts, ir α- keto skābes. Abu enzīmu kompleksu darbības mehānisms ir vienāds.
Tiamīna pirofosfāta uzbrukums "" karbonilam (C = O)α-ketoglutarāts, noved pie tā dekarboksilēšanas un veidojas karboksihidroksipropil atvasinājums. Pēc tam pārnesot uz lipoamīdu, notiek iekšējais redoksa process, no kura tiek iegūts lipoamīda karboksīda atvasinājums vai sukcinil-lipoamīds.
Pēc tam sukcinil -lipoamīds reaģē ar koenzīmu A, iegūstot sukcinilkoenzīmu A (kas turpinās krebsa ciklā) un reducēto lipoamīdu, ko FAD atkārtoti oksidē: izveidotais FADH2 tiek atkārtoti oksidēts ar NAD + un tiek iegūts NADH. Tāpēc šajā posmā notika otrā oglekļa izvadīšana no oglekļa skeleta oglekļa dioksīda veidā.
Acilgrupa, kas saistīta ar koenzīmu A, ir aktivētā formā, tas ir, tai ir augsts enerģijas saturs: tādēļ ir iespējams izmantot sukcinilkoenzīma A enerģiju.
Krebsa cikla piektajā posmā sukcinilkoenzīms A tiek pakļauts iedarbībai sukciniltiokināze; par tā darbības veidu ir izvirzītas divas hipotēzes: mēs aprakstīsim tikai vienu no abām, jo tā ir visvairāk akreditētā. Saskaņā ar šo hipotēzi sukcinilkoenzīmu A uzbrūk fermenta histidīna (Hys) slāpeklis: tiek atbrīvots koenzīms A un no starpprodukta tiek veidots no histidīna iegūts addukts, tas ir, sukcinil-enzīms (vai sukcinil-Hys) ); uz šo starpproduktu iedarbojas ortofosfāts, izraisot sukcināta izdalīšanos un fosfoenzīma veidošanos. Fosfoenzīms, kuram uzbrūk guanozīna difosfāts (IKP), ražo guaznozīna trifosfātu (GTP), un ferments tiek atbrīvots. No enerģētikas viedokļa GTP = ATP: saite, kas nodrošina enerģiju, abās sugās ir vienāda (tā ir anhidrīda saite starp fosforil Β un fosforil γ). Dažos gadījumos GTP tiek izmantots kā materiāls ar augstu enerģijas saturu, bet parasti GTP fermenta ietekmē tiek pārvērsts ATP nukleozīdu difosfo kināze (NDPK); ir enzīms, kas atrodams šūnās un katalizē šādu reakciju:
N1TP + N2DP → N1DP + N2TP
Vispārējs NiTP ® nukleozīda trifosfāts
Vispārējs NiDP ® nukleozīdu difosfāts
Tā ir atgriezeniska reakcija; mūsu gadījumā tas notiek:
GTP + ADP → IKP + ATP
tāpēc tas var virzīties pa labi vai pa kreisi pat pie nelielām reaģentu koncentrācijas izmaiņām.
Ja Krebsa cikls norit tādā ātrumā, ka ATP ražošana ir augstāka par vajadzīgo enerģiju, tad ADP ir maz, kamēr ir daudz ATP: reakcija, ko katalizē nukleozīdu difosfo kināze, ir, vērsta pa kreisi (GTP uzkrājas, ja nukleozīdu difosfo kināzei nav pietiekama substrāta, t.i., ADP). Tāpēc GTP ir enerģijas pieejamības signāls un tāpēc palēnina Krebsa ciklu.
Krebsa cikla sestais posms noved pie fumarāta veidošanās, iedarbojoties sukcināta dehidrogenāze; šis enzīms rada stereospecifisku reakciju, jo nepiesātināts (tas ir alkēns) trans vienmēr veidojas, ti, fumarāts (kamēr cis izomērs ir maleāts). Sukcināta dehidrogenāze ir atrodama uz mitohondriju iekšējās membrānas, bet visi pārējie Krebsa cikla fermenti ir izkaisīti pa mitohondriju.
Sukcināta dehidrogenāzes kofaktors ir FAD; to inhibē oksaloacetāts (atgriezeniskās saites inhibīcija), kamēr tā pozitīvais modulators (aktivators) ir sukcināts un fumarāts. tā aktivators. Mēģināsim saprast, kāpēc, pārejot uz krebsa cikla pēdējo posmu. Pēdējais posms Krebsa cikls prasa enerģiju, tāpēc vienīgā iespēja iegūt no pacienta oksaloacetātu ir tā, ka pacienta koncentrācija ir ļoti augsta: malāts ir viens no metabolītiem ar vislielāko koncentrāciju šūnās. fakts, ka oksaloacetāta koncentrācija citrāta sintāzes ietekmē tiek uzturēta zema. Reakcija, ko katalizē sukcināta dehidrogenāze, ir pašbarošanas reakcija, un tas ir vienīgais veids, kā panākt malāta pārvēršanos oksaloacetātā.
Mitohondriju malāta koncentrācijai jābūt saderīgai ar citoplazmatiskā malāta koncentrāciju: tikai tad, ja mitohondriju malāta koncentrācija ir tik augsta, lai garantētu malāta pārvēršanos oksaloacetātā (Krebsa ciklā), tad var izmantot arī malātu citos veidos (kas ir citoplazmatiski): citoplazmā malātu var pārvērst oksaloacetātā, no kura aspartātu var iegūt, darbojoties GOT (tā ir transamināze) vai glikozei, izmantojot glikoneoģenēzi.
Mēs atgriežamies pie Krebsa cikla septītā posma, ko katalizē enzīms fumarasi: ūdens tiek pievienots stereospecifiskā veidā, lai iegūtu L-malātu.
Pēdējā Krebsa cikla posmā, par kuru mēs jau runājām, darbība malāta dehidrogenāze. Šis enzīms katalītiskajai darbībai izmanto NAD + molekulu.
Tādējādi mēs esam noslēguši dažādu Krebsa cikla posmu aprakstu.
Krebsa cikls ir pilnīgi atgriezenisks.
Lai palielinātu krebsa cikla ātrumu, var palielināt šajā ciklā esošo metabolītu koncentrāciju; viena no stratēģijām Krebsa cikla paātrināšanai ir daļa no piruvāta, kas nonāk mitohondrijās, pārvērst oksaloacetātā (ar piruvāta karboksilāzes iedarbību), nevis pārveidot to par acetilkoenzīmu A: tādējādi palielina oksaloacetāta koncentrāciju. ir Krebsa cikla metabolīts un tāpēc palielina visa cikla ātrumu.
Krebsa ciklā trīs NAD + tiek pārvērsti trīs NADH un viens FADH2 FADH2, un turklāt tiek iegūts GTP: novirzot no Krebsa cikla iegūto reducējošo jaudu, tiek iegūts papildu ATP; elpošanas ķēdē reducējošā jauda tiek pārnesta no NADH un FADH2 uz skābekli: šī pārnešana ir saistīta ar virkni enzīmu, kas atrodas uz mitohondriju membrānas, kas savā darbībā noved pie ATP veidošanās.
Elpošanas ķēdes procesi ir eksergoniski procesi, un atbrīvotā enerģija tiek izmantota ATP ražošanai; šūnas mērķis ir izmantot eksergoniskos procesus, lai notiktu ATP sintēze. Katrai NADH molekulai, kas nonāk elpošanas ķēdē, iegūst 2,5 ATP molekulas un katrai FADH2 - 1,5 ATP molekulas; šī daudzveidība ir saistīta ar faktu, ka FADH2 nonāk elpošanas ķēdē zemākā līmenī nekā NADH.
Ar aerobā metabolisma samazinošo spēku tiek iegūti 30-32 ATP (219-233 kcal / mol) ar efektivitāti aptuveni 33% (anaerobā metabolisma efektivitāte ir aptuveni 2%).
