Ciclul citrat - un ciclu de acid citric - un ciclu de acizi tricarboxilici (CTC) și, în final, un ciclu Krebs * diferite denumiri ale aceluiași proces. Acest proces, vorbind figurat, este axa principală în jurul căreia se învârte metabolismul aproape tuturor celulelor existente.
Valoarea acestui ciclu, postulată inițial explicație pentru arderea completă a piruvatului (și deci, glucide), precum și cu două și produs final trei carbon oxidării acizilor grași, publicat în continuare dincolo de acestea și funcții catabolice pure similare legate de generarea de energie electrică. Ciclul Krebs este un "focus" în care toate căile metabolice converg. De aceea, substraturile sale de reacție și joacă un rol crucial în biosinteză (anabolismul) a unui set de compuși importanți: aminoacizi, purine, pirimidine, carbohidrați, acizi grași cu lanț lung și alte porfirine.
Scurt istoric al problemei.
Studii privind oxidarea unui număr de compuși organici, inclusiv unele dintre mono-, di- și preparate acizi tricarboxilici din țesuturi animale în 20-e ai secolului trecut, oamenii de știință Thunberg și Battelli și Stern au fost inițiate. Acești oameni de știință au descoperit ca multe dintre substraturile testate numai succinat, fumarat, malat și citrat oxidat preparate de mușchi broasca la o rata care este suficient de mare pentru compușii, susținând rolul produselor intermediare de oxidare a grăsimilor și carbohidraților. În 1936, Marcius și Knoop au sugerat că citratul este transformat în succinat în modul indicat mai jos:
Citrat → Isocitrat → Oxalosuccinat → # 945; -Ketoglutarat → succinat.
În cele ce urmează, Krebs-le pe baza setului de fapt formarea acidului citric (un porumbel mușchi pectoral) din piruvat și oxaloacetat ajuns la concluzia că, dacă reacția de mai sus descris ca un ciclu, care poate fi explicat prin oxidarea completă a acidului piruvic și trei molecule de CO2:
Pyruvat + Oxaloacetat → Citrat → cis-Aconitate → Isocitrat →
# 945; -Ketoglutarat → Succinat → Fumarat → Malat → Oxaloacetat.
* Hans Krebs - un biochimist remarcabil în engleză, născut în Germania, - primit în 1953.
Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină pentru lucrul la metabolismul intermediar.
Mai jos sunt listate observații sugerează că această secvență de reacții (împreună cu toate modificările sale, pe care le vom discuta mai jos) este de fapt principala cale de dezintegrare a piruvic și acid acetic (implicat în ciclul acetil-CoA) în țesuturile tuturor animalelor, începând cu oameni și terminând cu plante superioare și cu multe microorganisme.
1. Sa demonstrat că produsele intermediare propuse ale ciclului sunt într-adevăr prezente în majoritatea țesuturilor studiate. În plus, ratele de oxidare ale acestor compuși s-au dovedit a fi destul de ridicate, adică complet corespunzătoare ratelor de transformare a participanților în ciclu.
2. Adăugarea oricărui dintre acizii di- și tricarboxilici crește foarte mult intensitatea respirației endogene. În acest caz, absorbția de oxigen este de multe ori mai mare decât cantitatea care ar fi necesară pentru a oxida compusul cel mai adăugat. Este acest ultim fapt este cel mai clar indică natura ciclică a procesului de oxidare, pentru că, dacă adăugarea actului substrat catalitica, mai degrabă decât stoechiometric, acestea ar trebui să fie (cel puțin parțial) regenerat în timpul reacției.
3. Acidul malonic în concentrații scăzute este un inhibitor extrem de specific al reacției de transformare a acidului succinic în acid fumărie. Introducerea acidului malonic în sistemul respirator "respirând" duce la acumularea de acid succinic.
4. Distribuția C14 în diverse intermediari care rezultă din oxidarea unor astfel de substraturi tipice, cum ar fi glucoza sau acidul gras, este complet în concordanță cu această schemă.
5. Sa demonstrat că în celulele animalelor și plantelor, toate reacțiile ciclului au loc în aceleași organele celulare, mitocondriile. Mai mult decât atât, enzimele care catalizează reacțiile individuale ale ciclului sunt prezente în mitocondriile diferitelor celule ale aceluiași organism și diferite organisme în aproximativ același raport.
Reacțiile ciclului citrat
1. în primul rând, gruparea acetil în reacție catalizată de citrat sintază. condensat cu o moleculă oxaloacetat pentru a forma citrat (ciclul și-a luat numele din produsul acestei reacții).
2. în etapa următoare, citratul este izomerizat la izocitrat prin transferarea grupării hidroxil în moleculă.
În acest caz, produsul de reacție intermediar, aconitul nesaturat, rămâne în timpul reacției legat de enzimă (nereprezentat în diagrama). Prin urmare, enzima care catalizează reacția. numită hidratază aconitată ("aconitază").
Proprietățile aconitazei asigură stereospecificitatea absolută a izomerizării. În timp ce citratul nu posedă chiralitate, izocitratul conține două centre asimetrice și poate exista în patru forme izomerice. Cu toate acestea, numai unul dintre stereoizomeri, (2R, 3S) -isocitrat, se formează în ciclul citrat.
3. în etapa următoare, isocitrat dehidrogenaza oxidizează gruparea hidroxi de izocitrat într-o grupare oxo cu eliminarea simultană a grupării carboxil în # 946; - poziția sub formă de CO2 și formarea 2-oxoglutaratului.
4. Formarea ulterioară a succinil-CoA care cuprinde reacția de oxidare și decarboxilarea ca și reacția PDH discutat mai sus și EDC-catalizată multienzimatic complex (2- oksoglutaratdegidrogenaza).
5. Clivaj comunicare tiolslozhnoefirnoy succinil-CoA pentru a forma succinat și coenzima A, catalizată de ligase succinat-CoA (tiokinazoy) energia de reacție vysokoekzoergicheskaya este utilizat pentru sinteza de comunicare fosfoangidridnoy ( „fosforilare substrat“).
Cu toate acestea, în ciclul citrat, ATP nu este sintetizat la fel ca în majoritatea reacțiilor de fosforilare a substratului și guanozin trifosfat (GTP), care, totuși, este transformată cu ușurință la ATP-catalizata nucleozidic.
În cele 5 reacții de mai sus, radicalul acetil este complet oxidat în CO2. oxaloacetatul inițial este redus la succinat. În cele trei reacții ulterioare ale ciclului, succinatul este din nou transformat în oxaloacetat.
6. În primul rând, succinat la fumarat este oxidat prin acțiunea succinatdehidrogenaza .żn contrast cu alt ciclu al enzimei succinat dehidrogenaza este o proteină integrală a membranei mitocondriale. Succinat dehidrogenaza conține FAD ca grup protetic, dar acceptorul de electroni este ubicinonă (vezi următoarea prelegere pentru mai multe detalii).
7. Apoi se adaugă apă la dubla legătură a fumaratului cu fumarat hidrataza (fumarază) și se formează un (2S) -malat chiral.
8. în final, în ultima etapă a ciclului, malatul este oxidat de NAD + sub acțiunea malatului dehidrogenazei la oxaloacetat pentru a forma NADH + H +. Această reacție închide ciclul citratului.
Echilibrul total al ciclului citrat constă în formarea de 2CO2 dintr-un radical acetil. ZNADN + 3H +. o moleculă de ubiquinol (QH2) și o moleculă de GTP.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: