АдукацыяНавука

Цыкл Кребса - асноўныя этапы і значэнне для біялагічных сістэм

Асноўная маса хімічнай энергіі вугляроду вызваляецца ў аэробных умовах пры ўдзеле кіслароду. Цыкл Кребса называюць яшчэ цыклам цытрынавай кіслаты, або клеткавым дыханнем. У расшыфроўцы асобных рэакцый гэтага працэсу прынялі ўдзел шматлікія навукоўцы: А. Сэнт-Дьердь, А. Ленинджер, X. Крэбс, імем якога названы цыкл, С. Е. Севярын і іншыя.

Паміж анаэробных і аэробным расшчапленнем вугляводаў існуе цесная коррелятивная сувязь. Перш за ўсё, яна выяўляецца ў наяўнасці пировиноградной кіслаты, якой завяршаецца анаэробнае расшчапленне вугляводаў і пачынаецца клеткавае дыханне (цыкл Кребса). Абедзве фазы каталізуе аднымі і тымі ж ферментамі. Хімічная энергія вызваляецца пры фасфараляванне, рэзервуецца ў выглядзе макроэргов АТФ. У хімічных рэакцыях ўдзельнічаюць адны і тыя ж каферменты (НАД, НАДФ) і катыёны. Адрозненні складаюцца ў наступным: калі анаэробнае расшчапленне вугляводаў пераважна лакалізавана ў гиалоплазме, то рэакцыі клеткавага дыхання праходзяць у асноўным у мітахондрыях.

Пры некаторых умовах назіраецца антаганізм паміж абедзвюма фазамі. Так, пры наяўнасці кіслароду хуткасць рэакцыі гліколізу рэзка памяншаецца (эфект Пастера). Прадукты гліколізу могуць тармазіць аэробнай абмен вугляводаў (эфект Крэбтри).

Цыкл Кребса мае цэлы шэраг хімічных рэакцый, у выніку якіх прадукты расшчаплення вугляводаў акісляюцца да дыяксіду вугляроду і вады, а хімічная энергія акумулюецца ў макроэргических злучэннях. Падчас клеткавага дыхання утвараецца «носьбіт» - щавелевоуксусная кіслата (ЩОК). У далейшым адбываецца кандэнсацыя з «носьбітам» актываванага астатку воцатнай кіслаты. Узнікае трикарбоновая кіслата - цытрынавая. У ходзе хімічных рэакцый адбываецца «абарот» астатку воцатнай кіслаты ў цыкле. З кожнай малекулы пировиноградной кіслаты утвараецца васемнаццаць малекул аденозинтрифосфатной кіслаты. У канцы цыклу вызваляецца «носьбіт», які ўступае ў рэакцыю з новымі малекуламі актываванага астатку воцатнай кіслаты.

Цыкл Кребса: рэакцыі

Калі канчатковым прадуктам анаэробнай расшчаплення вугляводаў з'яўляецца малочная кіслата, то пад уплывам лактатдегидрогеназы яна акісляецца да пировиноградной кіслаты. Частка малекул пировиноградной кіслаты ідзе на сінтэз «носьбіта» ЩОК пад уплывам фермента пируваткарбоксилазы і пры наяўнасці іёнаў Mg2 +. Частка малекул пировиноградной кіслаты з'яўляецца крыніцай адукацыі «актыўнага ацэтату» - ацетилкоэнзима А (ацэтыл-Коа). Рэакцыя ажыццяўляецца пад уплывам пируватдегидрогеназы. Ацэтыл-Коа ўтрымлівае макроэргическую сувязь, у якой акумулюецца каля 5-7% энергіі. Асноўная маса хімічнай энергіі утвараецца ў выніку акіслення «актыўнага ацэтату».

Пад уплывам цитратсинтетазы пачынае функцыянаваць уласна Цыкл Кребса, што прыводзіць да адукацыі цитратной кіслаты. Гэтая кіслата пад уплывам аконитат-гидратазы дегидрируется і ператвараецца ў цис-аконитовую кіслату, якая пасля далучэння малекулы вады пераходзіць у изолимонную. Паміж трыма трикарбоновыми кіслотамі усталёўваецца дынамічная раўнавага.

Изолимонная кіслата акісляецца да щавелевоянтарной, якая декарбоксилируется і ператвараецца ў альфа-кетоглутаровую кіслату. Рэакцыя каталізуе энзімы изоцитратдегидрогеназой. Альфа-кетоглутаровая кіслата пад уплывам энзіма 2-оксо- (альфа-кето) -глутаратдегидрогеназы декарбоксилируется, у выніку чаго ўтвараецца сукцинил-Коа, які змяшчае макроэргическую сувязь.

На наступнай стадыі сукцинил-Коа пад дзеяннем фермента сукцинил-Коа-синтетазы перадае макроэргическую сувязь ГДФ (гуанозиндифосфатной кіслаце). ГТФ (гуанозинтрифосфатная кіслата) пад уплывам энзіма ГТФ-аденилаткиназы аддае макроэргическую сувязь АМФ (аденозинмонофосфатной кіслаце). Цыкл Кребса: формулы - ГТФ + АМФ - ГДФ + АДФ.

Бурштынавая кіслата пад уздзеяннем энзіма сукцинатдегидрогеназы (СДГ) акісляецца да фумаровой. Каферменту СДГ з'яўляецца флавинадениндинуклеотид. Фумарат пад уплывам фермента фумаратгидратазы ператвараецца ў яблычную кіслату, якая ў сваю чаргу акісляецца, утвараючы ЩОК. Пры наяўнасці ў рэагуе сістэме ацэтыл-Коа ЩОК зноў ўключаецца ў цыкл трикарбоновых кіслот.

Такім чынам, з адной малекулы глюкозы ўтворыцца да 38 малекул АТФ (дзве - за кошт анаэробнай гліколізу, шэсць - у выніку акіслення двух малекул НАД · Н + Н +, якія ўтварыліся падчас гликолитической оксиредукции, і 30 - за кошт ЦТК). Каэфіцыент карыснага дзеяння ЦТК роўны 0,5. Астатняя энергія рассейваецца ў выглядзе цеплыні. У ЦТК акісляецца 16-33% лактатной кіслаты, астатняя яе частка ідзе на ресинтез глікагену.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.birmiss.com. Theme powered by WordPress.