วงจร Krebs - ขั้นตอนหลักและความสำคัญสำหรับระบบชีวภาพ

เป็นกลุ่มของพลังงานเคมีของคาร์บอนถูกปล่อยออกภายใต้เงื่อนไขแอโรบิคด้วยการมีส่วนร่วมของออกซิเจน วงจร Krebs เรียกว่าวงจรของกรดซิตริกหรือการหายใจในเซลล์ นักวิทยาศาสตร์หลายคนมีส่วนร่วมในการถอดรหัสปฏิกิริยาแต่ละส่วนของกระบวนการนี้: A. Szent Gyorgyi, A. Lenringer, H. Krebs ซึ่งเป็นชื่อของวัฏจักร SE Severin และคนอื่น ๆ

ระหว่างการย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนและแบบแอโรบิคคาร์โบไฮเดรตมีความสัมพันธ์ใกล้ชิด ประการแรกมันแสดงออกในที่ที่มี pyruvic acid ซึ่งจะย่อยสลายคาร์บอนไดออกไซด์แบบไม่ใช้ออกซิเจนและเริ่มมีการหายใจในเซลล์ (Krebs cycle) ทั้งสองขั้นตอนถูกเร่งด้วยเอนไซม์ตัวเดียวกัน พลังงานเคมีถูกปล่อยออกมาในระหว่างการ phosphorylation มันถูกสงวนไว้ในรูปของ macroergs ของ ATP ในปฏิกิริยาเคมีมี coenzymes เดียวกัน (NAD, NADP) และ cations เข้าร่วม ความแตกต่างดังต่อไปนี้: ถ้าการย่อยสลายคาร์บอนไดออกไซด์แบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นส่วนสำคัญใน hyaloplasm ปฏิกิริยาของการหายใจของเซลล์จะเกิดขึ้นส่วนใหญ่ใน mitochondria

ภายใต้เงื่อนไขบางอย่างการต่อต้านเป็นที่สังเกตระหว่างทั้งสองขั้นตอน ดังนั้นในขณะที่มีออกซิเจนอัตราการเกิดปฏิกิริยาไกลโคลิเซชั่นจะลดลงอย่างรวดเร็ว (ผลของ Pasteur) ผลิตภัณฑ์ไกลโคลิซิสสามารถยับยั้งการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรตแบบแอโรบิก (Crabtree effect)

วัฏจักรของ Krebs มีปฏิกิริยาทางเคมีอยู่เป็นจำนวนมากซึ่งส่งผลให้ผลิตภัณฑ์การสลายตัวของคาร์โบไฮเดรตที่ถูกออกซิไดซ์เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำและพลังงานทางเคมีจะสะสมอยู่ในสารประกอบ macroergic ในระหว่างการหายใจของเซลล์ "carrier" - oxaloacetic acid (SHCHO) เกิดขึ้น ต่อจากนั้นการควบแน่นเกิดขึ้นกับ "ผู้ขนส่ง" ของกากกรดอะซิติกที่ใช้งาน มีกรด tricarboxylic - มะนาว ในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีจะมี "การหมุนเวียน" ของส่วนที่เหลือของกรดอะซิติกในวัฎจักร โมเลกุลของ adenosine triphosphate ทั้งหมดแปดโมเลกุลจะเกิดขึ้นจากโมเลกุลของกรดไพรูวิคแต่ละตัว ในตอนท้ายของวัฏจักร "ผู้ให้บริการ" จะถูกปล่อยออกมาซึ่งทำปฏิกิริยากับโมเลกุลใหม่ของกากกรดอะซิติกที่เปิดใช้งาน

วงจร Krebs: ปฏิกิริยา

หากผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนคาร์โบไฮเดรตเป็นกรดแลคติคจากนั้นภายใต้อิทธิพลของ lactate dehydrogenase จะถูกออกซิไดซ์ไปเป็นกรด pyruvic เป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลของกรด pyruvic ไปสังเคราะห์ "ผู้ให้" ของ SHCH ภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์ pyruvate carboxylase และเมื่อมี Mg2 + ไอออน ส่วนหนึ่งของโมเลกุลของกรดไพรูฟิกเป็นแหล่งที่มาของการก่อตัวของ "อะซิเตทอะซิเตต" - acetylcoenzyme A (acetyl-CoA) ปฏิกิริยาจะดำเนินการภายใต้อิทธิพลของ pyruvate dehydrogenase Acetyl-CoA มีพันธะ macroergic ซึ่งในประมาณ 5-7% ของพลังงานจะสะสม พลังงานเคมีส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นจากการเกิดออกซิเดชันของ "active acetate"

ภายใต้อิทธิพลของซิเตรตซิเตรตเริ่มต้นขึ้นทำงานอย่างถูกต้อง Krebs วงจรซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของกรดซิเตรต ภายใต้อิทธิพลของ aconitate hydratase กรดนี้จะถูกไฮโดรจิเนตและถูกแปลงเป็นกรด cis-aconitic ซึ่งหลังจากการเติมโมเลกุลของน้ำแล้วจะกลายเป็นไอโซนิก ดุลยภาพแบบไดนามิกถูกสร้างขึ้นระหว่างกรดไตรคาร์บอกซิลิกทั้งสาม

กรด Isolimic จะถูกออกซิไดซ์oxaloarticular ซึ่งเป็น decarboxylated และแปลงเป็นกรดอัลฟา -ketoglutaric ปฏิกิริยาจะถูกเร่งโดยเอนไซม์ isocitrate dehydrogenase กรดอัลฟา -ketoglutaric ภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์ 2-oxo- (alpha-keto) -glutarate dehydrogenase decarboxylates ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของซัคซินิล - โคเอที่มีพันธะมาโคร

ในขั้นตอนต่อไปซัคซินิล - โคเอภายใต้การกระทำของเอนไซม์ succinyl-CoA synthetase ส่งพันธะมาโครของเอชดีพีพี (กรด guanosine diphosphate) GTP (กรด guanosine triphosphate) ภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์ GTP-adenylate kinase ให้พันธะพลังงานสูง AMP (adenosine monophosphate acid) Krebs cycle: สูตร - GTP + AMP - GDF + ADP

กรดซัคซินิกภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์succinate dehydrogenase (LDH) ถูกออกซิไดซ์เป็นฟูมาริค โคเอนไซม์ของ LDH คือฟลาวินอะดีนีนนิวคลีโอไทด์ ภายใต้อิทธิพลของเอนไซม์ fumarate hydratase, fumarate จะถูกแปลงเป็นกรด malic ซึ่งจะถูกออกซิไดซ์ในรูปแบบ SchOK หาก acetyl CoA อยู่ในระบบปฏิกิริยา AACS จะถูกรวมเข้ากับวัฏจักรของกรด tricarboxylic อีกครั้ง

ดังนั้นจากโมเลกุลของน้ำตาลกลูโคสหนึ่งโมเลกุลจะมีมากถึง 38ATP โมเลกุล (สอง - เนื่องจาก glycolysis แบบไม่ใช้ออกซิเจนหก - อันเป็นผลมาจากการออกซิเดชั่นของสองโมเลกุล NADH + H + ซึ่งเกิดขึ้นในระหว่างการออกซิเดชั่น glycolytic และ 30 - ที่ค่าใช้จ่ายของ CTC) ประสิทธิภาพของ TCA คือ 0.5 พลังงานที่เหลือจะกระจายไปในรูปของความร้อน กรดแลคติก 16–33% ถูกออกซิไดซ์ใน TCA มวลที่เหลืออยู่จะไปสังเคราะห์ไกลโคเจน