Kitaran Krebs

" bahagian pertama

Enzim yang menjadi pemangkin tahap keempat kitaran krebs adalah α-keto glutarate dehidrogenase; enzim ini adalah kompleks enzim yang sangat serupa dengan piruvat dehidrogenase. Kedua-duanya terdiri daripada 48-60 protein di mana tiga aktiviti enzimatik yang berbeza dikenali dan juga mempunyai kofaktor enzimatik yang sama; adalah enzim yang sangat serupa kerana ia bertindak pada substrat yang serupa: piruvat dan l "α-keto glutarate, adalah α- asid keto. Mekanisme tindakan kedua kompleks enzim adalah sama.
Serangan oleh tiamina pirofosfat pada karbonil (C = O) dari "α-ketoglutarate, membawa kepada dekarboksilasinya dan terbitan karboksidhidroksi propil terbentuk. Dengan pemindahan seterusnya ke lipoamide, proses redoks dalaman berlaku, dari mana lipoamide derivative carboxy-atau succinyl lipoamide diperolehi.
Succinyl lipoamide kemudian bertindak balas dengan koenzim A untuk memberikan suksinil koenzim A (yang berterusan dalam krebs cycle) dan lipoamide yang dikurangkan yang dioksidasi semula oleh FAD: FADH2 yang terbentuk dioksidasi semula oleh NAD + dan NADH diperoleh. Oleh itu, pada tahap ini, penghapusan karbon yang kedua dari rangka karbonat terjadi, dalam bentuk karbon dioksida.

Kumpulan asil yang dihubungkan dengan koenzim A adalah dalam bentuk aktif, iaitu, ia mempunyai kandungan tenaga yang tinggi: oleh itu adalah mungkin untuk mengeksploitasi tenaga suksinil koenzim A.

Pada peringkat kelima kitaran krebs, suksinil koenzim A dikenakan tindakan suksinil thiokinase; dua hipotesis telah dibuat mengenai cara tindakannya: kami akan menerangkan hanya satu daripada kedua-duanya kerana ia adalah yang paling ditauliahkan. Menurut hipotesis ini, suksinil koenzim A diserang oleh nitrogen histidin (Hys) enzim: koenzim A dilepaskan dan bahan tambahan yang berasal dari histidin terbentuk sebagai perantaraan, iaitu suksinil-enzim (atau suksinil-Hys ortofosfat bertindak pada perantaraan ini, yang membawa kepada pelepasan suksinat dan pembentukan fosfenzim. Fosfenzim, diserang oleh guanosin difosfat (PDB), menghasilkan guasnosine trifosfat (GTP) dan enzim dilepaskan. Dari sudut tenaga GTP = ATP: ikatan yang memberikan tenaga adalah sama pada kedua spesies (ia adalah ikatan anhidrida antara fosforil Β dan fosforil γ). Dalam beberapa kes, GTP digunakan sebagai bahan dengan kandungan tenaga yang tinggi tetapi, biasanya, GTP diubah menjadi ATP dengan tindakan enzim nukleosida diphospho kinase (NDPK); adalah enzim yang terdapat dalam sel dan memangkinkan tindak balas berikut:

N1TP + N2DP → N1DP + N2TP

Nrifosida Triphosfat NiTP ® Generik
Nukleosida difosfat NiDP ® generik

Ia adalah reaksi yang boleh diterbalikkan; sekiranya kita berlaku:

GTP + ADP → KDNK + ATP

oleh itu ia boleh bergerak ke kanan atau ke kiri walaupun untuk variasi kecil dalam kepekatan reagen.
Sekiranya kitaran krebs berjalan pada kelajuan sehingga menghasilkan ATP yang lebih tinggi daripada keperluan tenaga, terdapat ketersediaan ADP yang jarang berlaku sementara terdapat banyak ATP: reaksi yang dikatalisis oleh nukleosida diphospho kinase, maka, diarahkan ke kiri (GTP terkumpul jika nukleosida diphospho kinase tidak mempunyai substrat yang mencukupi iaitu ADP). Oleh itu, GTP adalah isyarat ketersediaan tenaga dan oleh itu melambatkan kitaran krebs.
Tahap keenam kitaran krebs membawa kepada pembentukan fumarate dengan tindakan dehidrogenase suksinat; enzim ini memberikan reaksi stereospesifik kerana trans tak jenuh (ia adalah alkena) selalu terbentuk, iaitu fumarat (sementara isomer cis adalah maleat). Succinate dehydrogenase terdapat pada membran mitokondria dalaman, sementara semua enzim lain dari kitaran krebs tersebar di seluruh mitokondria.
Succinate dehydrogenase mempunyai FAD sebagai kofaktor; ia dihambat oleh oksaloasetat (penghambatan umpan balik) sementara ia berjaya dan fumarat sebagai modulator positifnya (pengaktif). pengaktifnya. Mari cuba memahami mengapa, dengan melonjak ke peringkat akhir kitaran krebs. Peringkat akhir kitaran krebs memerlukan tenaga jadi satu-satunya kemungkinan untuk mendapatkan oksaloasetat dari pesakit adalah bahawa kepekatan pesakit sangat tinggi: malat adalah salah satu metabolit dengan kepekatan tertinggi dalam sel. Reaksi yang mengubah malat menjadi oksaloasetat juga disukai oleh fakta bahawa kepekatan oksaloasetat tetap rendah oleh tindakan sitrat sintase. Reaksi yang dikatalisis oleh dehidrogenase suksinat adalah reaksi makan sendiri dan ini adalah satu-satunya cara untuk menjadikan transformasi malat menjadi oksaloasetat.
Kepekatan malat mitokondria mesti sesuai dengan kepekatan malat sitoplasma: hanya apabila kepekatan malat mitokondria sangat tinggi sehingga dapat menjamin penukaran malat menjadi oksaloasetat (dalam kitaran krebs) maka malat juga dapat digunakan dalam cara lain (yang bersifat sitoplasma): dalam sitoplasma malat dapat diubah menjadi oksaloasetat dari mana aspartat dapat diperoleh dengan tindakan GOT (itu adalah transaminase) atau glukosa melalui glukoneogenesis.
Kita kembali ke peringkat ketujuh kitaran krebs yang dikatalisis oleh enzim fumarasi: air ditambahkan secara stereospesifik untuk menjadikan L-malate.
Pada peringkat terakhir kitaran Krebs, yang telah kita bicarakan, aksi the dehidrogenase malate. Enzim ini menggunakan molekul NAD + untuk tindakan pemangkinnya.
Oleh itu, kami telah menyimpulkan penerangan mengenai pelbagai peringkat kitaran krebs.
Kitaran krebs boleh diterbalikkan.

Untuk meningkatkan kelajuan kitaran krebs, kepekatan metabolit yang terdapat dalam kitaran tersebut dapat ditingkatkan; salah satu strategi untuk meningkatkan kelajuan kitaran krebs terdiri daripada menukar bahagian piruvat yang memasuki mitokondria menjadi oksaloasetat (dengan tindakan piruvat karboksilase) dan tidak mengubah semuanya menjadi asetil koenzim A: dengan demikian meningkatkan kepekatan oksaloasetat yang adalah metabolit kitaran krebs dan, oleh itu, meningkatkan kelajuan keseluruhan kitaran.

Dalam kitaran krebs tiga NAD + ditukar menjadi tiga NADH dan satu FAD menjadi FADH2 dan, lebih-lebih lagi, GTP diperoleh: dengan menyalurkan daya pengurangan yang diperoleh dari kitaran krebs, ATP selanjutnya dihasilkan; dalam rantai pernafasan, daya pengurangan dipindahkan dari NADH dan FADH2 ke oksigen: pemindahan ini disebabkan oleh rangkaian enzim yang terletak pada membran mitokondria yang, dalam tindakannya, menyebabkan pengeluaran ATP.
Proses rantai pernafasan adalah proses eksergonik dan tenaga yang dibebaskan digunakan untuk menghasilkan ATP; tujuan sel adalah untuk memanfaatkan proses eksergonik untuk membuat sintesis ATP berlaku. Untuk setiap molekul NADH yang memasuki rantai pernafasan, 2.5 molekul ATP diperoleh dan untuk setiap molekul FADH2 1.5 ATP diperoleh; kepelbagaian ini disebabkan oleh fakta bahawa FADH2 memasuki rantai pernafasan pada tahap yang lebih rendah daripada NADH.
Dengan pengurangan daya metabolisme aerobik, 30-32 ATP (219-233 kcal / mol) diperoleh dengan kecekapan sekitar 33% (kecekapan metabolisme anaerob adalah sekitar 2%).