Цикъл цитрат - лимонена киселина цикъл - цикъл трикарбоксилна киселина (ТСА цикъл), и накрая * цикъла на Кребс различни наименования на същия процес. Този процес е, метафорично казано, е главната ос, около която се върти на метаболизма на почти всички съществуващи клетки. Стойността на този цикъл, първоначално постулира обяснение за пълното изгаряне на пируват (и по този начин, въглехидрати), както и дву- и въглероден краен продукт на окислението на мастни киселини, публикувани допълнително извън тези и други чисти катаболните функции, свързани с производството на енергия. Кребс цикъл е "фокус", в която се сближат всички метаболитни пътища. Следователно, неговите реакционни субстрати и играят ключова роля в биосинтеза (анаболизъм) на набор от важни съединения: аминокиселини, пурини, пиримидини, въглехидрати, мастни киселини с дълга верига и други порфирини.
Кратка история на проблема.
Изследвания върху окислението на редица органични съединения, включително някои от моно-, ди- и трикарбоксилни киселини препарати от животински тъкани бяха инициирани в 20-те години на миналия век, учените Тхунберг и Battelli и Stern. Тези учени са открили, че много от изследваните субстрати само сукцинат, фумарат, малат и цитрат окислява препарати от жаба мускул при скорост, която е достатъчно голяма, за съединенията, твърдейки, че ролята на междинни продукти на окисляване на мазнини и въглехидрати. . През 1936 грама Мартиус и Knoop предполага, че цитратът се превръща до сукцинатна посочено по-долу, като:
Цитрат изоцитрат → → → Oksalosuktsinat # 945; кетоглутарат → сукцинат.
По-нататък, на тях Krebs на базата на набор от действителност образуването на лимонена киселина (гълъб гръден мускул) от пируват и оксалоацетат заключава, че ако горната реакция изобразен като цикъл, който може да се обясни с пълно окисление на пирогроздена киселина и три молекули на СО2:
Пируват + oxalacetate Ц цитрат Ц цис -Akonitat изоцитрат → →
# 945; кетоглутарат сукцинат → фумарат → → → oxalacetate малат.
* Ханс Кребс - виден британски биохимик, който е роден в Германия - беше през 1953 г.
Нобелова награда за физиология или медицина за своята работа по междинния метаболизъм.
Изброените по-долу са на наблюдения силно подсказват, че тази последователност от реакции (заедно с всички негови модификации, които ще се дискутират по-долу) наистина е основният начин на разпадане на пирогроздена и оцетни киселини (участва в цикъла като ацетил-CoA) в тъканите на всички животни, от човек на висши растения и много микроорганизми.
1. Установено е, че междинните съединения, предназначени цикъл са наистина присъстват в повечето изследвани тъкани. Освен това, скоростта на окисление на тези съединения са достатъчно висока, т.е. е целесъобразно процент на реализация на участниците от цикъла.
2. Добавянето на някоя от ди- и трикарбоксилови киселини значително увеличава интензивността на ендогенен дишане. В този случай поемането на кислород е много пъти по-голяма от сумата, която ще се изисква за окисление на съединение добавя. Това е последния факт е най-ясно посочва цикличния характер на процеса на окисление, за ако добавянето на акта на субстрата каталитично отколкото стехиометрично, те трябва да бъдат (поне частично) регенерира по време на реакцията.
3. малонова киселина при ниски концентрации е силно специфичен инхибитор на реакцията на превръщане на янтарна киселина, фумарова. Въведение малонат да "диша" дихателната система води до натрупване на янтарна киселина.
4. Разпределение на С14 в различни междинни продукти, произтичащи от окисляването на такива типични основи, такива като глюкоза или мастна киселина, в пълно съответствие със схемата.
5. Показано е, че при животни и растителни клетки цикъл всички реакции се срещат в същата клетъчна органела - митохондриите. Освен това, ензими катализират отделен реакционен цикъл, са налични в митохондриите на различни клетки на организъм и различни организми в приблизително същото съотношение.
Реакциите цитрат цикъл
1. Първо, ацетилова група в реакция, катализирана от цитрат синтаза. се кондензира с молекула на оксалоацетат да образуват цитрат (цикъл получи името си от продукта на тази реакция).
2. Следващата стъпка се изомеризира в цитрат izotsitrats трансфер хидроксилна група в молекулата.
В този случай междинния реакционен продукт, ненаситен akonitat остава свързана при взаимодействие с ензима (Схема не е показано). Следователно, ензимът катализира реакцията. наречен аконитат ( "aconitase").
Имоти aconitase осигури абсолютна стереоспецифичност изомеризация. Въпреки че не хиралност цитрат, изоцитрат съдържа два асиметрични центрове и могат да съществуват в четири изомерни форми. Въпреки това, в цитратния цикъл се образува само един от стереоизомери, (2R, 3S) -izotsitrat.
3. В следващата стъпка изоцитрат изоцитрат дехидрогеназа окислява хидрокси да оксо група с едновременно разцепване на карбоксилната група в # 946 позиция под формата на СО2 и образуването на 2-оксоглутарат.
4. След образуване на сукцинил-СоА съдържащ окислителната реакция и декарбоксилиране като PDH реакция обсъдено по-горе, а също и EDC катализирана мултиен комплекс (2- oksoglutaratdegidrogenaza).
5. Разцепване tiolslozhnoefirnoy комуникация сукцинил-СоА до образуване сукцинат и коензим А, катализирано от лигазата сукцинатната-CoA (tiokinazoy) vysokoekzoergicheskaya реакция енергия се използва за комуникация fosfoangidridnoy синтез ( "субстрат фосфорилиране").
Въпреки това, в цитратния цикъл, АТР не се синтезира както в по-голямата част от субстрат фосфорилиране реакции и гуанозин трифосфат (GTP), които, обаче, лесно се превръща АТР-катализирана нуклеозид.
5 В горните реакции ацетил остатък е напълно окислен до СО2. където изходният оксалацетат се редуцира до сукцинат. В три последователни сукцинат реакция цикъл превръща отново да оксалоацетат.
6. Първо, сукцинат да фумарат се окислява чрез действието на сукцинат дехидрогеназа .В разлика от друг цикъл ензим сукцинат дехидрогеназа е неразделна протеин на вътрешната митохондриална мембрана. Янтарна съдържа FAD като протезна група, но действителната акцептор на електрони е бензохинон (за подробности на тази реакция, помисли следващата глава).
7. След това към двойната връзка се използва fumaratgidratazy фумарат (fumarase ") се присъединява към образуваната вода и хирален (2S) -malat.
8. Накрая последната stadiitsikla малат + NAD се окислява под действието на оксалоацетат да малат дехидрогеназа да образуват NADH + H +. Тази реакция затваря цитратния цикъл.
Общият цикъл се състои balanstsitratnogo погрешно че един ацетил остатък формира 2CO2. ZNADN + 3H +. една молекула убиквинол (QN2) и една молекула на GTP.
Свързани статии