Цикл кребса что это такое простым языком

Цикл Кребса

Цикл Кребса – это последовательность биохимических реакций с участием трикарбоновых кислот. Иначе цикл Кребса называют циклом лимонной кислоты, поскольку он начинается с образования этого вещества. У эукариот цикл Кребса протекает в митохондриях.

В ходе цикла Кребса пировиноградная кислота (ПВК) расщепляется до углекислого газа и атомов водорода, связанных с немембранными переносчиками НАД и ФАД. При этом окисление двух молей ПВК приводит к образованию двух молей ГТФ (макроэргического соединения, сходного с АТФ по строению и содержанию энергии).

Подготовительный этап. ПВК (С3 Н4 О3 ) отщепляет СО2 и взаимодействует с восстановленным коферментом HS–КоА и окисленным переносчиком НАД +. В результате образуется восстановленная форма НАД·Н+Н + и ацетил–КоА (СН3 СО

Кофермент А, коэнзим А * coenzyme A — — кофермент, образуемый из аденозин-3 1 5 1 -фосфата и &#&46;-меркаптоэтиламидпантотеновой кислоты и являющийся переносчиком ацильных групп в более чем 60 ферментативных реакциях .

В цикле Кребса окисление одного моля ПВК сопровождается образованием двух молей СО2. трех молей НАД·Н+Н + и одного моля ФАД·2Н. Углекислый газ удаляется из клетки, а атомы водорода (протоны и электроны), связанные с переносчиками, направляются на внутреннюю мембрану митохондрии. Цикл Крепса

1 этап. Ацетил–КоА реагирует с дикарбоновой четырехуглеродной органической кислотой (щавелевоуксусной кислотой, или ЩУК); в результате образуется трикарбоновая шестиуглеродная лимонная кислота, а кофермент КоА переходит в свободное состояние.

2 и 3 этапы. Происходит перестройка молекулы лимонной кислоты с образованием изолимонной кислоты. От изолимонной кислоты отщепляются 2Н с образованием восстановленной формы НАД·Н+Н + и шестиуглеродной трикарбоновой кислоты (щавелевоянтарной кислоты, или ЩЯК). Далее от ЩЯК отщепляется СО2. и образуется пятиуглеродная дикарбоновая кислота (&#&45;-кетоглутаровая кислота).

4 и 5 этапы. От &#&45;-кетоглутаровой кислоты отщепляется СО2. отщепляются 2Н, и образуется четырехуглеродная дикарбоновая кислота (янтарная кислота); эти процессы протекают с участием КоА и сопровождаются образованием одного моля ГТФ.

6 этап. Янтарная кислота отдает 2Н переносчику ФАД и превращается в фумаровую кислоту.

7 этап. Фумаровая кислота присоединяет молекулу Н2 О и превращается в яблочную кислоту.

8 этап. Яблочная кислота отщепляет 2Н; в результате образуется восстановленная форма НАД·Н+Н + и щавелевоуксусная кислота (ЩУК).

Схема окислительного фосфорилирования

/ цикл кребса

ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ (ЦИКЛ КРЕБСА)

Цикл трикарбоновых кислотвпервые был открыт английским биохимиком Г. Кребсом. Он первым постулировал значение данного цикла для полного сгорания пирувата, главным источником которого является гликолитическое превращение углеводов. В дальнейшем было показано, что цикл трикарбо-новых кислот является тем центром, в котором сходятся практически все метаболические пути. Таким образом, цикл Кребса – общий конечный путь окисленияацетильных групп (в виде ацетил-КоА), в которые превращается в процессе катаболизма большая часть органических молекул. играющих роль «клеточного топлива »: углеводов. жирных кислот и аминокислот .

Образовавшийся в результате окислительного декарбоксилирования пирувата в митохондриях ацетил-КоА вступает в цикл Кребса. Данный цикл происходит в матриксе митохондрий и состоит из восьми последовательных реакций (рис. 10.9). Начинается цикл с присоединения ацетил-КоА к оксалоацетату и образования лимонной кислоты (цитрата ). Затем лимонная кислота (шестиуглеродное соединение) путем ряда дегидрирований (отнятие водорода ) и двух декарбоксилирований (отщепление СО2 ) теряет два углеродных атома и снова в цикле Кребса превращается в оксалоацетат (четырехуглеродное соединение), т.е. в результате полного оборота цикла одна молекула ацетил-КоА сгорает до СО2 и Н2 О, а молекула окса-лоацетата регенерируется. Рассмотрим все восемь последовательных реакций (этапов) цикла Кребса .

Цикл кребса что это такое простым языком

Рис. 10.9.Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса ).

Первая реакция катализируется ферментом цит-рат-синтазой, при этом ацетильная группа ацетил-КоА конденсируется с оксалоацетатом, в результате чего образуется лимонная кислота :

Цикл кребса что это такое простым языком

По-видимому, в данной реакции в качестве промежуточного продукта образуется связанный с ферментом цитрил-КоА. Затем последний самопроизвольно и необратимо гидролизуется с образованием цитрата и HS-KoA.

В результате второй реакции образовавшаяся лимонная кислота подвергается дегидратированию с образованием цис-аконитовой кислоты. которая, присоединяя молекулуводы. переходит в изолимонную кислоту (изоцитрат). Катализирует эти обратимые реакции гидратации–дегидратации фермент аконитатгидратаза (аконитаза). В результате происходит взаимоперемещение Н и ОН в молекулецитрата :

Цикл кребса что это такое простым языком

Третья реакция. по-видимому, лимитирует скорость цикла Кребса. Изолимонная кислота дегидрируется в присутствии НАД-зависимой изо-цитратдегидрогеназы.

Цикл кребса что это такое простым языком

В ходе изоцитратдегидрогеназной реакцииизолимонная кислота одновременно декарбоксилируется. НАД-зависимая изоцитратдегидрогеназа является аллостерическим ферментом. которому в качестве специфического активатора необходим АДФ. Кроме того, фермент для проявления своей активности нуждается в ионах Mg 2+ или Мn 2+ .

Во время четвертой реакции происходит окислительное декарбокси-лирование α-кетоглутаровой кислоты с образованием высокоэнергетического соединения сукцинил-КоА. Механизм этой реакции сходен с таковым реакции окислительного декарбоксилирования пирувата до ацетил-КоА, α-кетоглутаратдегидрогеназный комплекс напоминает по своей структуре пируватдегидрогеназный комплекс. Как в одном, так и в другом случае в реакции принимают участие 5 коферментов. ТПФ, амид липоевой кислоты. HS-KoA, ФАД и НАД + .

Цикл кребса что это такое простым языком

Пятая реакция катализируется ферментом сукцинил-КоА-синтета-зой. В ходе этой реакции сукцинил-КоА при участии ГТФ и неорганического фосфата превращается в янтарную кислоту (сукцинат ). Одновременно происходит образование высокоэргической фосфатной связи ГТФ за счет высокоэргической тиоэфирной связи сукцинил-КоА:

Цикл кребса что это такое простым языком

В результате шестой реакциисукцинат дегидрируется в фумаровую кислоту. Окислениесукцината катализируется сукцинатдегидрогеназой. в молекуле которой с белком прочно (ковалентно) связан кофермент ФАД. В свою очередь сукцинатдегидрогеназа прочно связана с внутренней ми-тохондриальной мембраной :

Цикл кребса что это такое простым языком

Седьмая реакция осуществляется под влиянием фермента фума-ратгидратазы (фумаразы ). Образовавшаяся при этом фумаровая кислота гидратируется, продуктом реакции является яблочная кислота (малат). Следует отметить, что фумаратгидратаза обладает стереоспецифичностью (см. главу 4) – в ходе реакции образуется L-яблочная кислота :

Цикл кребса что это такое простым языком

Наконец, в ходе восьмой реакциицикла трикарбоновых кислот под влиянием митохондриальной НАД-зависимой малатдегидрогеназы происходит окисление L-малата в оксалоацетат:

Цикл кребса что это такое простым языком

Как видно, за один оборот цикла, состоящего из восьми ферментативных реакций. происходит полное окисление («сгорание») одной молекулы ацетил-КоА. Для непрерывной работы цикла необходимо постоянное поступление в систему ацетил-КоА, а коферменты (НАД + и ФАД), перешедшие в восстановленное состояние, должны снова и снова окисляться. Это окисление осуществляется в системе переносчиков электронов в дыхательной цепицепи дыхательныхферментов ), локализованной в мембранемитохондрий. Образовавшийся ФАДН2 прочно связан с СДГ, поэтому он передает атомыводорода через KoQ. Освобождающаяся в результате окисления ацетил-КоА энергия в значительной мере сосредоточивается в макроэргических фосфатных связях АТФ. Из 4 паратомовводорода 3 пары переносят НАДН на систему транспорта электронов ; при этом в расчете на каждую пару в системе биологического окисления образуется 3 молекулыАТФ (в процессе сопряженного окислительного фосфорилирования ), а всего, следовательно, 9 молекулАТФ (см. главу 9). Одна параатомов от сукцинатдегидрогеназы-ФАДН2 попадает в систему транспорта электронов через KoQ, в результате образуется только 2 молекулыАТФ. В ходе цикла Кребса синтезируется также одна молекула ГТФ (субстратное фосфорилирование ), что равносильно одной молекулеАТФ. Итак, при окислении одной молекулы ацетил-КоА в цикле Кребса и системе окислительного фосфорилирования может образоваться 12 молекулАТФ .

Если подсчитать полный энергетический эффект гликолитического расщепления глюкозы и последующего окисления двух образовавшихся молекул пирувата до СО2 и Н2 О, то он окажется значительно большим.

Как отмечалось, одна молекула НАДН (3 молекулыАТФ ) образуется при окислительном декарбоксилировании пирувата в ацетил-КоА. При расщеплении одной молекулыглюкозы образуется 2 молекулы пирувата, а при окислении их до 2 молекул ацетил-КоА и последующих 2 оборотов цикла трикарбоновых кислот синтезируется 30 молекулАТФ (следовательно, окислениемолекулы пирувата до СО2 и Н2 О дает 15 молекулАТФ ). К этому количеству надо добавить 2 молекулыАТФ. образующиеся при аэробном гликолизе. и 6 молекулАТФ. синтезирующихся за счет окисления 2 молекул внемитохондриального НАДН, которые образуются при окислении 2 молекул глицеральдегид-3-фосфата в дегидрогеназной реакциигликолиза. Следовательно, при расщеплении в тканях одной молекулыглюкозы по уравнению С6 Н12 О6 + 6О2 —> 6СО2 + 6Н2 О синтезируется 38 молекулАТФ. Несомненно, что в энергетическом отношении полное расщепление глюкозы является более эффективным процессом, чем анаэробный гликолиз .

Необходимо отметить, что образовавшиеся в процессе превращения глицеральдегид-3-фосфата 2 молекулы НАДН в дальнейшем при окислении могут давать не 6 молекулАТФ. а только 4. Дело в том, что сами молекулы внемитохондриального НАДН не способны проникать через мембрану внутрь митохондрий. Однако отдаваемые ими электроны могут включаться в митохондриальную цепь биологического окисления с помощью так называемого глицеролфосфатного челночного механизма (рис. 10.10). Ци-топлазматический НАДН сначала реагирует с цитоплазматическим ди-гидроксиацетонфосфатом, образуя глицерол-3-фосфат. Реакция катализи-

Цикл кребса что это такое простым языком

Рис. 10.10. Глицеролфосфатный челночный механизм. Объяснение в тексте.

руется НАД-зависимой цитоплазматической глицерол-3-фосфат-дегидроге-назой:

Дигидроксиацетонфосфат + НАДН + Н + <=9gt; Глицерол-3-фосфат + НАД + .

Образовавшийся глицерол-3-фосфат легко проникает через митохонд-риальную мембрану. Внутри митохондрии другая (митохондриальная) глицерол-3-фосфат-дегидрогеназа (флавиновый фермент ) снова окисляет глицерол-3-фосфат до диоксиацетонфосфата:

Глицерол-3-фосфат + ФАД <=9gt; Диоксиацетонфосфат + ФАДН2 .

Восстановленный флавопротеин (фермент-ФАДН2 ) вводит на уровне KoQ приобретенные им электроны в цепь биологического окисления и сопряженного с ним окислительного фосфорилирования. а диоксиаце-тонфосфат выходит из митохондрий в цитоплазму и может вновь взаимодействовать с цитоплазматическим НАДН + Н +. Таким образом, параэлектронов (из одной молекулы цитоплазматического НАДН + Н + ), вводимая в дыхательную цепь с помощью глицеролфосфатного челночного механизма, дает не 3, а 2 АТФ .

Цикл кребса что это такое простым языком

Рис. 10.11. Малат-аспартатная челночная система для переноса восстанавливающих эквивалентов от цитозольного НАДН в митохондриальный матрикс. Объяснение в тексте.

В дальнейшем было показано, что с помощью данного челночного механизма лишь в скелетных мышцах и мозге осуществляется перенос восстановленных эквивалентов от цитозольного НАДН + Н + в митохондрии .

В клеткахпечени. почек и сердца действует более сложная малат-ас-партатная челночная система. Действие такого челночного механизма становится возможным благодаря присутствию малатдегидрогеназы и ас-партатаминотрансферазы как в цитозоле, так и в митохондриях .

Установлено, что от цитозольного НАДН + Н + восстановленные эквиваленты сначала при участии ферментамалатдегидрогеназы (рис. 10.11) переносятся на цитозольный оксалоацетат. В результате образуется малат, который с помощью системы, транспортирующей дикарбоновые кислоты. проходит через внутреннюю мембранумитохондрии в матрикс. Здесь малат окисляется в оксалоацетат, а матриксный НАД + восстанавливается в НАДН + Н +. который может теперь передавать свои электроны в цепь дыхательныхферментов. локализованную на внутренней мембранемитохондрии. В свою очередь образовавшийся оксалоацетат в присутствии глутамата и фермента АсАТ вступает в реакциютрансаминирования. Образующиеся аспарат и α-кетоглутарат с помощью специальных транспортных систем способны проходить через мембранумитохондрий .

Транспортирование в цитозоле регенерирует оксалоацетат, что вызывает к действию следующий цикл. В целом процесс включает легкообратимые реакции. происходит без потребления энергии, «движущей силой» его является постоянное восстановление НАД + в цитозоле гли-церальдегид-3-фосфатом, образующимся при катаболизмеглюкозы .

Итак, если функционирует малат-аспартатный механизм, то в результате полного окисления одной молекулыглюкозы может образоваться не 36, а 38 молекулАТФ (табл. 10.1).

Цикл кребса что это такое простым языком

В табл. 10.1 приведены реакции. в которых происходит образование высокоэргических фосфатных связей в ходе катаболизмаглюкозы. с указанием эффективности процесса в аэробных и анаэробных условиях

Министерство образования Российской федерации

Самарский Государственный технический университет

Кафедра «Органической химии»

Цикл Кребса это:

Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса. цитратный цикл ) — центральная часть общего пути катаболизма. циклический биохимический аэробный процесс, в ходе которого происходит превращение двух- и трёхуглеродных соединений, образующихся как промежуточные продукты в живых организмах при распаде углеводов, жиров и белков, до CO2. При этом освобождённый водород направляется в цепь тканевого дыхания, где в дальнейшем окисляется до воды, принимая непосредственное участие в синтезе универсального источника энергии — АТФ .

Цикл Кребса — это ключевой этап дыхания всех клеток. использующих кислород, центр пересечения множества метаболических путей в организме. Кроме значительной энергетической роли циклу отводится также и существенная пластическая функция, то есть это важный источник молекул-предшественников, из которых в ходе других биохимических превращений синтезируются такие важные для жизнедеятельности клетки соединения как аминокислоты, углеводы, жирные кислоты и др.

Цикл превращения лимонной кислоты в живых клетках был открыт и изучен немецким биохимиком Гансом Кребсом. за эту свою работу он (совместно с Ф. Липманом ) был удостоен Нобелевской премии (1953).

У эукариотов все реакции цикла Кребса протекают внутри митохондрий. причём катализирующие их ферменты. кроме одного, находятся в свободном состоянии в митохондриальном матриксе, исключение составляет сукцинатдегидрогеназа, которая локализуется на внутренней митохондриальной мембране, встраиваясь в липидный бислой. У прокариот реакции цикла протекают в цитоплазме.

Стадии цикла Кребса

лимитирующая стадия,
превращает C4 оксалоацетат в С6

Изоцитрат +
NADH + H +

образуется NADH (эквивалент 2.5 ATP)

обратимая стадия,
образуется C5

α-кетоглутарат +
NAD + +
CoA-SH

образуется NADH (эквивалентно 2.5 ATP),
регенерация C4 пути (освобождается CoA)

сукцинилкофермент А синтетаза

используется FAD как простетическая группа (FAD->FADH2 на первой стадии реакции) в ферменте, [1]
образуется эквивалент 1.5 ATP

H2 O-присоединение
(гидратация )

оксалоацетат +
NADH + H +

образуется NADH (эквивалетно 2.5 ATP)

Общее уравнение одного оборота цикла Кребса:

Примечания

  1. 12JM Berg Biochemistry — 5th Edition. — WH Freeman and Company, 2002. — С. 476. — ISBN 0-7167-4684-0

Wikimedia Foundation. 2010 .

Смотреть что такое «Цикл Кребса» в других словарях:

ЦИКЛ КРЕБСА — (цикл лимонной и трикарбоновой кислот), система биохимических реакций, посредством которой большинство организмов ЭУКАРИОТОВ получают основную энергию в результате окисления пищи. Происходит в КЛЕТКАХ МИТОХОНДРИЙ. Включает несколько химических… … Научно-технический энциклопедический словарь

цикл Кребса — Цикл трикарбоновых кислот, цикл последовательных реакций в клетках аэробных организмов, в результате которых происходит синтез молекул АТФ [http://www.dunwoodypress.com/148/PDF/Biotech Eng Rus.pdf] Тематики биотехнологии EN Krebs cycle … Справочник технического переводчика

цикл кребса — – метаболитический путь, приводящий к полному разрушению ацетил КоА до конечных продуктов – CO2 и H2O … Краткий словарь биохимических терминов

цикл Кребса — trikarboksirūgščių ciklas statusas T sritis chemija apibrėžtis Baltymų, riebalų ir angliavandenių oksidacinio skaidymo organizme ciklas. atitikmenys: angl. citric acid cycle; Krebs cycle; tricarboxylic acid cycle rus. цикл Кребса; цикл лимонной… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

цикл Кребса — tricarboxylic acid (Krebs, citric acid) cycle цикл трикарбоновых кислот, цикл Кребса. Важнейшая циклическая последовательность метаболических реакций у аэробных организмов (эу и прокариот), в результате которых происходит последовательное… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

ЦИКЛ КРЕБСА — то же, что трикарбоновых кислот цикл … Естествознание. Энциклопедический словарь

Цикл Кребса (Krebs Cycle), Цикл Лимонной Кислоты (Citric Acid Cycle) — сложный цикл реакций, где в качестве катализаторов выступают ферменты; эти реакции проходят в клетках всех животных и заключаются в разложении ацетата в присутствии кислорода с выделением энергии в виде АТФ (по цепи передачи электронов) и… … Медицинские термины

ЦИКЛ КРЕБСА, ЦИКЛ ЛИМОННОЙ КИСЛОТЫ — (citric acid cycle) сложный цикл реакций, где в качестве катализаторов выступают ферменты; эти реакции проходят в клетках всех животных и заключаются в разложении ацетата в присутствии кислорода с выделением энергии в виде АТФ (по цепи передачи… … Толковый словарь по медицине

ЦИКЛ КРЕБСА (цикл трикарбоновых кислот — цикл лимонной кислоты) сложный циклический ферментативный процесс, при котором в организме происходит окисление пировиноградной кислоты с образованием углекислого газа, воды и энергии в виде АТФ; занимает центральное положение в общей системе… … Словарь ботанических терминов

  • Коэнзим композитум раствор для инъекций 2, 2 мл № 100 ампулы. Состав и форма выпуска Раствор для инъекций 1 ампула (2, 2 мл) содержит: Coenzymum A Д 8, Acidum ascorbicum Д 6, Thiaminum hydrochloricum Д 6, Natrium riboflavinum phosphoricum Д 6,… Подробнее Купить за 8097 руб
  • Влияние салицилата на цикл Кребса митохондрии. Екатерина Могилевская. Салицилаты (в т. ч. аспирин) относятся к группе нестероидных противовоспалительных средств. Побочные эффекты салицилатов можно разделить на три группы: 1) Эффекты, возникающие в результате… Подробнее Купить за 4889 грн (только Украина)
  • Коэнзим композитум раствор для инъекций 2, 2 мл № 5 ампулы. Фармакологическое действие Коэнзим композитум — гомеопатический препарат. Обладает дезинтоксикационным, метаболическим, антиоксидантным действием. Активируеттканевое дыхание и… Подробнее Купить за 727 руб

Другие книги по запросу «Цикл Кребса» >>

Что такое цикл кребса?

Пожалуй, я не смогу дать точного определения циклу Кребса.

Расскажу только то, что знаю (по себе).

Я худенькая. Всегда такой была, даже рождение двух детей никак не повлияло на это обстоятельство.

Мама, довольно крупная женщина, переживала, всё ли в порядке со мной, мол, кушает доча много, глистов нет, а больно худая, здорова ли. Волновалась, что что-то не так со мной.

Прогнала меня по врачам) Смешно сейчас вспоминать. А тогда безропотно ходила.

Ей в итоге и сказали, что девочка в полном порядке, просто ускоренный цикл Кребса. Еда быстро усваивается, обмен веществ зашкаливает, проблем не видим.

А теперь ходит довольная, мол у меня двое внучат, а дочка словно и не рожала, худенькая девчонка!

И вот еще, забавная картинка попалась на эту тему (но я не ведьма))):

Цикл кребса что это такое простым языком

Редактировать статью Цикл Кребса

Цикл трикарбоновых кислот — он же цикл Кребса, поскольку существование такого цикла было предположено Гансом Кребсом в 1937 году. [2]
За это спустя 16 лет он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине. Значит, открытие весьма значительное. В чём же смысл этого цикла и почему он так важен?

Как ни крути, все равно придётся начать довольно-таки издалека. Если вы взялись читать эту статью, то хотя бы понаслышке знаете, что основной источник энергии для клеток — это глюкоза. Она постоянно присутствует в крови в практически неизменной концентрации — для этого существуют специальные механизмы, запасающие или высвобождающие глюкозу.

Внутри каждой клетки находятся митохондрии — отдельные органеллы («органы9quot; клетки), перерабатывающие глюкозу для получения внутриклеточного источника энергии — АТФ. АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) универсальна и очень удобна в использовании, как источник энергии: она напрямую встраивается в белки, обеспечивая их энергией. Самый простой пример — это белок миозин, благодаря которому мышцы способны сокращаться.
Цикл кребса что это такое простым языком
Глюкозу невозможно превратить в АТФ, несмотря на то, что в ней содержится большое количество энергии. Как извлечь эту энергию и направить в нужное русло, не прибегая к варварским (по клеточным меркам) средствам типа сжигания? Надо использовать обходные пути, благо ферменты (белковые катализаторы) позволяют некоторым реакциям протекать гораздо быстрее и эффективнее.

Первый этап — это превращение молекулы глюкозы в две молекулы пирувата (пировиноградной кислоты) или лактата (молочной кислоты). При этом выделяется небольшая часть (примерно 5%) той энергии, что запасена в молекуле глюкозы. Лактат получается при анаэробном окислении — то есть в отсутствие кислорода. Также есть способ превращения глюкозы в анаэробных условиях в две молекулы этанола и углекислый газ. Это называется брожением, и этот способ мы рассматривать не будем.
Цикл кребса что это такое простым языком
. Так же как не будем мы рассматривать подробно сам механизм гликолиза, то есть расщепления глюкозы в пируват. Поскольку, цитируя Леинджера, «Превращение глюкозы в пируват катализируется десятью ферментами, действующими последовательно». Желающие могут открыть учебник по биохимии и подробно ознакомиться со всеми стадиями процесса — он изучен очень хорошо.

Казалось бы, путь от пирувата до углекислого газа должен быть довольно простым. Но оказалось, что он осуществляется посредством девятистадийного процесса, который и называется циклом трикарбоновых кислот. Это кажущееся противоречие с принципом экономии (неужели нельзя было проще?) отчасти объясняется тем, что цикл связывает между собой несколько метаболических путей: вещества, образующиеся в цикле, являются прекурсорами других молекул, уже не имеющих отношения к дыханию (например, аминокислот), а любые другие соединения, подлежащие утилизации, в итоге попадают в цикл и либо «сгорают9quot; для получения энергии, либо перерабатываются в те, которые находятся в недостатке.
Цикл кребса что это такое простым языком
Первая стадия, которая традиционно рассматривается в отношении к циклу Кребса — это окислительное декарбоксилирование пирувата в ацетильный остаток (Acetyl-CoA). CoA, если кто не знает — это кофермент А, имеющий в своём составе тиольную группу, на которой он может переносить ацетильный остаток.
Цикл кребса что это такое простым языком
Расщепление жиров тоже приводит к ацетилам, которые также вступают в цикл Кребса. (Синтезируются они аналогично — из Acetyl-CoA, что объясняет тот факт, что в жирах почти всегда присутствуют только кислоты с чётным числом атомов углерода).

Ацетил-КоА конденсируется с молекулой оксалоацетата, давая цитрат. При этом высвобождается кофермент А и молекула воды. Эта стадия необратима.

Цитрат дегидрируется в цис-аконитат — вторую трикарбоновую кислоту в цикле.

Цис-аконитат присоединяет обратно молекулу воды, превращаясь уже в изолимонную кислоту. Эта и предыдущая стадии обратимы. (Ферменты катализируют как прямую, так и обратную реакции — вы же знаете, да?)

Изолимонная кислота декарбоксилируется (необратимо) и одновременно окисляется, давая кетоглутаровую кислоту. При этом NAD+, восстанавливаясь, превращается в NADH.

Следующая стадия — окислительное декарбоксилирование. Но при этом образуется не сукцинат, а сукцинил-КоА, который на следующей стадии гидролизуется, направляя высвобождающуюся энергию на синтез АТФ.

Далее три обратимые стадии: дегидрирование сукцината в фумарат, присоединение воды с образованием малата и окисление, дающее снова оксалоацетат. Круг замыкается.

При этом образуется ещё одна молекула NADH и молекула FADH2 (кофермент, отличный от NAD, который однако так же может окисляться и восстанавливаться, запасая и отдавая энергию).

Выходит, что оксалоацетат работает как катализатор — он не накапливается и не расходуется в процессе. Так и есть — концентрация оксалоацетата в митохондриях поддерживается довольно низкой. А как избежать накопления других продуктов, как согласовать между собой все восемь стадий цикла?

Для этого, как оказалось, существуют специальные механизмы — своего рода отрицительная обратная связь. Как только концентрация какого-то продукта растёт выше нормы, это блокирует работу фермента, ответственного за его синтез. А для обратимых реакций всё ещё проще: при превышении концентрации продукта реакция просто начинает идти в обратную сторону.

И ещё пара мелких замечаний по теме:
1. Цикл называется циклом трикарбоновых кислот, хотя не все его продукты являются трикарбоновыми кислотами (таковых всего три: лимонная, цис-аконитовая и изолимонная). Название прижилось по историческим причинам.
2. Потери энергии в цикле, несмотря на большое количество стадий, довольно малы: это обеспечивается подходящим соотношением концентрации исходных веществ и продуктов.

Литература:
1. Ленинджер. Основы биохимии (1985 год), а также более новая книга Lehninger A. — Principles of biochemistry — 2004
2. Ханс Кребс https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B5%D0%B1%D1%81,_%D0%A5%D0%B0%D0%BD%D1%81_%D0%90%D0%B4%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%84
3.Митохондрия: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B8%D1%82%D0%BE%D1%85%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D1%80%D0%B8%D1%8F

Опубликовано: 20.08.2016 | 15:21

Комментарии:

Порядок вывода комментариев:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *