Košík
0
0,00 €
čo je nové? slovník, písmeno K krebsov cyklus
Krebsov cyklus
Stručne
Krebsov cyklus → tiež známy ako cyklus kyseliny citrónovej, objasnil Sir Hans Krebs v roku 1940, keď dospel k záveru, že oxidácia triózového ekvivalentu zahŕňa jeden úplný cyklus kyseliny citrónovej". Trióza pochádzajúca z glykolýzy sa úplne oxiduje na tri molekuly CO2 počas sledu reakcií, ktoré umožňujú redukciu kofaktorov NAD a flavínadenínnukleotidu (FAD), čím poskytujú energiu pre dýchací reťazec vo forme elektrónov. Krebsov cyklus prebieha vo vnútri mitochondrií a je súčasťou bunkového metabolizmu.
Krebsov cyklus prebieha takmer vo všetkých bunkách organizmu. Výnimku tvoria erytrocyty, ktoré mitochondrie postrádajú. Pre hladký priebeh Krebsovho cyklu sú potrebné aeróbne podmienky. Krebsov cyklus je srdcom energetického metabolizmu bunky – napájajú sa naň všetky dráhy energetického metabolizmu → dýchací reťazec, glukoneogenéza, transaminácia a deaminácia aminokyselín či lipogenéza. Preto sa nedá určiť, či sa jedná o anabolickú alebo katabolickú dráhu . Preto ju nazývame amfibolická dráha .
Menej stručne
Východiskovým materiálom pre krebsov cyklus je pyruvát pochádzajúci z glykolýzy prostredníctvom aktivity pyruvátdehydrogenázového komplexu. Tento enzymatický komplex, zložený z viacerých kópií troch enzýmov
pyruvátdehydrogenázy
dihydrolipoyltransacetylázy
dihydrolipoyldehydrogenázy
ktorý oxiduje pyruvát na acetyl-CoA a CO2 v ireverzibilnej reakcii, v ktorej je karboxylová skupina odstránená z pyruvátu ako molekula CO 2. Táto reakcia úzko súvisí s cyklom, aj keď v ňom nie je zahrnutá. Acetylová skupina zavádza dva uhlíky v každom otočení cyklu; tieto uhlíky potom opustia cyklus ako CO
Prvou reakciou cyklu kyseliny citrónovej je kondenzácia jedného acetyl-CoA a molekuly citrátu za vzniku oxaloacetátu a je katalyzovaná citrátsyntázou. Izocitrátdehydrogenáza katalyzuje prvú ireverzibilnú oxidáciu vedúcu k dekarboxylácii izocitrátu, pričom vzniká CO2a a-ketoglutarát. Energia uvoľnená z oboch oxidácií sa používa na generovanie NADH z NAD, ktorý sa priamo napája do dýchacieho reťazca.
Nasledujúci krok je katalyzovaný sukcinyl-Coa syntetázou a využíva energiu získanú z odstraňovania CoA na fosforyláciu ADP na ATP. Selektivita pre nukleotid je určená príslušným izozýmom. Je dobre známe, že v živočíšnych tkanivách sú exprimované aspoň dva izozýmy sukcinyl-CoA syntetázy a zdá sa, že pomer medzi nimi je tkanivovo špecifický.
Sukcinát vytvorený v predchádzajúcom kroku je zlúčenina so štyrmi atómami uhlíka, ktorá sa potom prevedie tromi postupnými reakciami na oxalacetát, čím sa cyklus uzavrie. Prvým z týchto krokov je → 1) oxidácia sukcinátu na fumarát sukcinátdehydrogenázou.
Posledným krokom, ktorý finalizuje krebsov cyklus, je oxidácia l-jablčnanu na oxalacetát. Túto reakciu vykonáva l-malát dehydrogenáza, ktorá vyvoláva redukciu molekuly NAD na NADH. Výsledná molekula oxalacetátu je vhodná na začatie ďalšieho cyklu prostredníctvom kondenzácie s acetylovou skupinou.Počas všetkých týchto procesov vzniká iba jedna molekula ATP, ale vznikajú aj tri molekuly NADH a jedna FADH2 (plus jedna molekula NADH z pyruvátdehydrogenázy), ktoré poskytujú elektróny pre dýchací reťazec. pri produkcii veľkého množstva ATP.
Produkty Krebsovho cyklu
V jednej rotácii krebsovho cyklu vznikajú dve molekuly CO 2, 3 molekuly nikotínamidu a jedna molekula adenozíntrifosfátu. Oxid uhličitý difunduje z mitochondrie a na konci je vylúčený v pľúcach. Redukované kofaktory → nikotínamid a adenozíndifisfát sýtia dýchací reťazec, ktorý následne tvorí ATP. Energetická bilancia Krebsovho cyklu → priama tvorba ATP v dýchacom reťazci) sa pohybuje medzi 10–12 molekú ATP na jednu molekulu acetylCoA.
Regulácia Krebsovho cyklu
Regulácia Krebsovho cyklu je zabezpečená enzýmami krebsovho cyklu
- Citrátsyntáza
- Isocitrátdehydrogenáza
- α-ketoglutarátdehydrogenáza
Okrem toho je krebsov cyklus regulovaný regulačnými faktormi, ktorými sú
- Pomer NADH / NAD + – respiračná kontrola.
- Pomer ATP / (ADP a AMP) – energetická kontrola.
- Dostupnosť substrátov Krebsovho cyklu – substrátová kontrola.
Respiračná kontrola → pomer NADH / NAD+
pokračovaním krebsovho cyklu je dýchací reťazec, pri ktorom dochádza k reoxidácii redukovaných kofaktorov. Ak sa hromadí NADH + H+ a FADH 2 (rastie pomer NADH / NAD+), inhibuje α-ketoglutarátdehydrogenáza a isocitrátdehydrogenáza.
Energetická kontrola → Pomer ATP/ADP + AMP
ak je dostatok energie, inhibuje sa α-ketoglutarátdehydrogenáza a isocitrátdehydrogenáza prostredníctvom ATP a súčasne sa aktivijú ADP a AMP.
Substrátová kontrola
ku kontrole substrátov krebsovho cyklu dochádza na úrovni citrátsyntázy, ktorá produkuje toľko citrátu, koľko jej dodáme oxaloacetátu a acetyl-CoA. Aktivita Krebsovho cyklu taktiež súvisí s dostupnosťou O2. Aj napriek tomu, že žiadna z reakcií v cykle nevyžaduje priamo kyslík, je potrebný pre respiračný reťazec, pretože slúži ako finálny akceptor elektrónov. V respiračnom reťazci sa reoxidujú:
NADH → NAD
FADH 2 → FAD
Ak bunke chýba kyslík, klesá koncentrácia NAD + a FAD a následne sa zníži aj aktivita Krebsovho cyklu.
