Krebs-Zyklus - die wichtigsten Stufen und Bedeutung für biologische Systeme

Der Großteil der chemischen Energie von Kohlenstoffwird unter aeroben Bedingungen unter Beteiligung von Sauerstoff freigesetzt. Der Krebs-Zyklus wird auch Zyklus der Zitronensäure oder Zellatmung genannt. Viele Wissenschaftler beteiligten sich an der Entschlüsselung der einzelnen Reaktionen dieses Prozesses: A. Szent-Györgyi, A. Lenringer, H. Krebs, dessen Name der Zyklus ist, SE Severin und andere.

Zwischen anaerober und aerober VerdauungKohlenhydrate gibt es eine enge Korrelation. Zunächst wird es in Gegenwart von Brenztraubensäure exprimiert, die die anaerobe Verdauung von Kohlenhydraten beendet und die Zellatmung beginnt (Krebs-Zyklus). Beide Phasen werden von den gleichen Enzymen katalysiert. Die chemische Energie wird während der Phosphorylierung freigesetzt, sie ist in Form von Makroergen von ATP reserviert. In chemischen Reaktionen nehmen die gleichen Coenzyme (NAD, NADP) und Kationen teil. Die Unterschiede sind wie folgt: Wenn die anaerobe Verdauung von Kohlenhydraten hauptsächlich im Hyaloplasma lokalisiert ist, finden die Reaktionen der Zellatmung hauptsächlich in den Mitochondrien statt.

Unter bestimmten Bedingungen wird Antagonismus beobachtetzwischen beiden Phasen. In Gegenwart von Sauerstoff nimmt die Geschwindigkeit der Glykolysereaktion stark ab (Pasteur-Effekt). Die Glykolyseprodukte können den aeroben Kohlenhydratstoffwechsel hemmen (Crabtree-Effekt).

Der Krebs - Zyklus hat eine Reihe von chemischen Reaktionen, inwelche zu Zersetzungsprodukten von Kohlenhydraten führen, die zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert werden, und die chemische Energie wird in den makroergen Verbindungen akkumuliert. Während der Zellatmung wird ein "Träger" - Oxalessigsäure (SHCHO) gebildet. Anschließend findet Kondensation mit dem "Träger" des aktivierten Essigsäurerestes statt. Es gibt Tricarbonsäure - Zitrone. Im Verlauf chemischer Reaktionen kommt es zu einem "Umsatz" der restlichen Essigsäure im Kreislauf. Aus jedem Molekül Brenztraubensäure werden achtzehn Moleküle Adenosintriphosphat gebildet. Am Ende des Zyklus wird ein "Träger" freigesetzt, der mit den neuen Molekülen des aktivierten Essigsäurerestes reagiert.

Krebszyklus: Reaktionen

Wenn das Endprodukt der anaeroben VerdauungKohlenhydrate sind Milchsäure, dann wird sie unter dem Einfluss von Lactatdehydrogenase zu Brenztraubensäure oxidiert. Ein Teil der Brenztraubensäure-Moleküle geht zur Synthese des "Trägers" des SHCH unter dem Einfluss des Pyruvat-Carboxylase-Enzyms und in Gegenwart von Mg2 + -Ionen über. Ein Teil der Brenztraubensäure-Moleküle ist die Quelle der Bildung von "aktivem Acetat" - Acetyl-Coenzym A (Acetyl-CoA). Die Reaktion wird unter dem Einfluss von Pyruvatdehydrogenase durchgeführt. Acetyl-CoA enthält eine makroerge Bindung, in der etwa 5-7% der Energie gespeichert sind. Der Großteil der chemischen Energie wird durch die Oxidation von "aktivem Acetat" gebildet.

Unter dem Einfluss der Citrat-Synthetase beginntEigentlich der Krebs-Zyklus selbst, der zur Bildung von Zitronensäure führt. Diese Säure wird unter dem Einfluß der Aconitathydratase dehydriert und in cis-Aconitsäure umgewandelt, die nach der Zugabe des Wassermoleküls zu einer Isomonsäure wird. Zwischen den drei Tricarbonsäuren stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht ein.

Unlösliche Säure wird zu oxidiertOxalbernsteinsäure, die decarboxyliert und in alpha-Ketoglutarsäure umgewandelt wird. Die Reaktion wird durch das Enzym Isocitrat-Dehydrogenase katalysiert. Alpha-Ketoglutarsäure wird unter dem Einfluss des Enzyms 2-Oxo- (alpha-keto) glutarat-Dehydrogenase decarboxyliert, was zur Bildung von Succinyl-CoA führt, das eine macroerge Bindung enthält.

Im nächsten Schritt wird Succinyl-CoA in Aktion gebrachtEnzym Succinyl-CoA-Synthetase trägt Energie Bindung GDF (guanozindifosfatnoy Säure). GTP (guanozintrifosfatnaya Säure) unter dem Einfluss des Enzyms Adenylat sendet GTP-Bindungsenergie AMP (adenozinmonofosfatnoy Säure). Krebs-Zyklus: Formel - GTP + AMP - BIP + ADP.

Bernsteinsäure unter dem Einfluss von EnzymSuccinat-Dehydrogenase (SDG) mit Fumar- oxidiert. SDG Coenzym ist Flavinadenindinucleotid. Fumarat beeinflusst fumaratgidratazy Enzym wird in Apfelsäure umgewandelt, die wiederum oxidiert wird schok zu bilden. In Gegenwart des reagierenden Systems Acetyl-CoA schok wieder in den Tricarbonsäurezyklus enthalten.

So wird aus einem Molekül Glukose bis zu 38 gebildetATP (zwei - durch anaerobe Glykolyse, sechs - als Folge der Oxidation von zwei Molekülen NAD · H + H +, die während der glykolytischen oksireduktsii und 30 gebildet werden - wegen TCA). CTLs Wirkungsgrad von 0,5. Der Rest der Energie wird als Wärme abgegeben. Die TCA 16-33% Lactat Säure oxidiert wird, ist der Rest der Masse in der Resynthese von Glykogen.