واکنش های حلقوی اسیدهای تری کربوکسیلیک ادامه می یابد. چرخه اسید تری کربوکسیلیک

استیل-SCoA تشکیل شده در واکنش PVC- دهیدروژناز سپس وارد می شود چرخه اسید تری کربوکسیلیک(CTC، چرخه اسید سیتریک، چرخه کربس). علاوه بر پیرووات، کتو اسیدهای ناشی از کاتابولیسم در چرخه نقش دارند. آمینو اسیدیا هر ماده دیگری

چرخه اسید تری کربوکسیلیک

چرخه اجرا می شود ماتریکس میتوکندریو نمایندگی می کند اکسیداسیونمولکول ها استیل-SCoAدر هشت واکنش متوالی

در اولین واکنش آنها به هم متصل می شوند استیلو اگزالواستات(اسید اگزالواستیک) تشکیل شود سیترات(اسید سیتریک)، سپس اسید سیتریک به ایزومریزه تبدیل می شود ایزوسیتراتو دو واکنش هیدروژن زدایی با انتشار همزمان CO 2 و کاهش NAD.

در واکنش پنجم، GTP تشکیل می شود، این واکنش است فسفوریلاسیون سوبسترا. بعد، هیدروژن زدایی وابسته به FAD به صورت متوالی اتفاق می افتد سوکسیناسیون(سوکسینیک اسید)، هیدراتاسیون فوماریکاسید بالا مالات(اسید مالیک)، سپس هیدروژن زدایی وابسته به NAD با تشکیل اگزالواستات.

در نتیجه، پس از هشت واکنش چرخه از نواگزالواستات تشکیل می شود .

سه واکنش آخر به اصطلاح موتیف بیوشیمیایی را تشکیل می دهند (هیدروژناسیون وابسته به FAD، هیدراتاسیون و هیدروژن زدایی وابسته به NAD، برای وارد کردن یک گروه کتو به ساختار سوکسینات استفاده می شود. این موتیف در واکنش های اکسیداسیون بتا اسید چرب نیز وجود دارد. به ترتیب معکوس (کاهش، deهیدراتاسیون و بازیابی) این موتیف در واکنش های سنتز اسیدهای چرب مشاهده می شود.

عملکردهای DTC

1. انرژی

  • نسل اتم های هیدروژنبرای عملکرد زنجیره تنفسی، یعنی سه مولکول NADH و یک مولکول FADH2،
  • سنتز تک مولکولی GTP(معادل ATP).

2. آنابولیک. در CTC تشکیل می شوند

  • پیش ساز هِم سوکسینیل-SCoA,
  • اسیدهای کتو که می توانند به اسیدهای آمینه تبدیل شوند - α-کتوگلوتاراتبرای اسید گلوتامیک، اگزالواستاتبرای آسپارتیک،
  • اسید لیموبرای سنتز اسیدهای چرب استفاده می شود،
  • اگزالواستات، برای سنتز گلوکز استفاده می شود.

واکنش های آنابولیک TCA

تنظیم چرخه اسید تری کربوکسیلیک

تنظیم آلوستریک

آنزیم هایی که واکنش های 1، 3 و 4 TCA را کاتالیز می کنند، به تنظیم آلوستریکمتابولیت ها:

تنظیم در دسترس بودن اگزالواستات

رئیسو پایه ایتنظیم کننده TCA اگزالواستات یا به عبارت بهتر در دسترس بودن آن است. حضور اگزالواستات استیل-SCoA را در چرخه TCA دخالت می دهد و این فرآیند را آغاز می کند.

معمولا سلول دارد تعادلبین تشکیل استیل-SCoA (از گلوکز، اسیدهای چرب یا اسیدهای آمینه) و مقدار اگزالواستات. منبع اگزالواستات است پیروات، (از گلوکز یا آلانین تشکیل شده است)، مشتق شده از آسپارتیک اسددر نتیجه ترانس آمیناسیون یا چرخه AMP-IMF و همچنین از اسیدهای میوهخود چرخه (سوکسینیک، α-کتوگلوتاریک، مالیک، سیتریک)، که می تواند در طی کاتابولیسم اسیدهای آمینه ایجاد شود یا از فرآیندهای دیگر حاصل شود.

سنتز اگزالواستات از پیرووات

تنظیم فعالیت آنزیم پیروات کربوکسیلازبا مشارکت انجام شد استیل-SCoA. آلوستریک است فعال کنندهآنزیم، و بدون آن، پیروات کربوکسیلاز عملا غیر فعال است. هنگامی که استیل-SCoA تجمع می یابد، آنزیم شروع به کار می کند و اگزالواستات تشکیل می شود، اما، البته، فقط در حضور پیرووات.

همچنین بیشتر آمینو اسیددر طول کاتابولیسم خود، آنها می توانند به متابولیت های TCA تبدیل شوند، که سپس به اگزالواستات می روند، که همچنین فعالیت چرخه را حفظ می کند.

پر کردن مخزن متابولیت های TCA از اسیدهای آمینه

واکنش های پر کردن چرخه با متابولیت های جدید (اگزالواستات، سیترات، α-کتوگلوتارات و غیره) نامیده می شود. آناپلروتیک.

نقش اگزالواستات در متابولیسم

نمونه ای از نقش مهم اگزالواستاتبرای فعال کردن سنتز اجسام کتون و کتواسیدوزپلاسمای خون در ناکافیمقدار اگزالواستات در کبد. این وضعیت در خلال جبران دیابت ملیتوس وابسته به انسولین (دیابت نوع 1) و در هنگام گرسنگی مشاهده می شود. با این اختلالات، فرآیند گلوکونئوژنز در کبد فعال می شود، یعنی. تشکیل گلوکز از اگزالواستات و سایر متابولیت ها که منجر به کاهش مقدار اگزالواستات می شود. فعال شدن همزمان اکسیداسیون اسیدهای چرب و تجمع استیل-SCoA باعث ایجاد یک مسیر پشتیبان برای استفاده از گروه استیل می شود - سنتز اجسام کتون. در این حالت، بدن اسیدی شدن خون را توسعه می دهد ( کتواسیدوز) با تصویر بالینی مشخص: ضعف، سردرد، خواب آلودگی، کاهش تون عضلانی، دمای بدن و فشار خون.

تغییر در سرعت واکنش های TCA و دلایل تجمع اجسام کتون در شرایط خاص

روش تنظیم توصیف شده با مشارکت اگزالواستات، تصویری از فرمولاسیون زیبا است. چربی ها در شعله کربوهیدرات ها می سوزنداین نشان می دهد که "شعله سوزان" گلوکز منجر به ظهور پیروات می شود و پیرووات نه تنها به استیل-SCoA، بلکه به استیل-SCoA نیز تبدیل می شود. اگزالواستاتوجود اگزالواستات گنجاندن یک گروه استیل را تضمین می کند اسیدهای چرببه شکل استیل-SCoA، در اولین واکنش TCA.

در مورد "سوزاندن" اسیدهای چرب در مقیاس بزرگ که در طول ماهیچه ها مشاهده می شود کار فیزیکیو در کبد روزه داری، سرعت ورود استیل-SCoA در واکنش TCA مستقیماً به مقدار اگزالواستات (یا گلوکز اکسید شده) بستگی دارد.

اگر مقدار اگزالواستات در هپاتوسیتکافی نیست (گلوکز ندارد یا به پیرووات اکسید نمی شود)، سپس گروه استیل به سمت سنتز اجسام کتون می رود. این زمانی اتفاق می افتد که روزه داری طولانی مدتو دیابت نوع 1.

چرخه کربس چرخه اسید سیتریک یا تنفس سلولی نیز نامیده می شود. چرخه تبدیل اسید سیتریک در سلول های زنده توسط بیوشیمیدان آلمانی هانس کربس کشف و مورد مطالعه قرار گرفت، برای این کار او (به همراه F. Lipman) جایزه نوبل (1953) را دریافت کرد. بسیاری از دانشمندان در رمزگشایی واکنش های فردی این فرآیند شرکت کردند: A. Szent-Gyorgyi، A. Lehninger، S. E. Severin و دیگران.

چرخه کربس آخرین مسیر برای اکسیداسیون گروه های استیل است که اکثر مولکول های آلی که نقش "سوخت سلولی" را بازی می کنند - کربوهیدرات ها، اسیدهای چرب و اسیدهای آمینه، در طی کاتابولیسم به آن تبدیل می شوند.

در یک نوبت چرخه، متشکل از هشت واکنش آنزیمی، یک مولکول کاملا اکسید می شود. در سطح چرخه کربس، مسیرهای تجزیه کربوهیدرات ها، لیپیدها و پروتئین ها با هم ترکیب می شوند. متابولیت های چرخه کربس برای سنتز مواد دیگر (اسید اگزالواستیک → گلوکز، اسید آسپارتیک) استفاده می شود. ). این چرخه در ماتریکس میتوکندری رخ می دهد.

چرخه کربس سیستم اصلی تامین هیدروژن برای زنجیره تنفسی میتوکندری است.

تمام مسیرهای کاتابولیسم به تشکیل یک ترکیب سه کربنه - اسید پیروویک کاهش می یابد، که سپس، با دکربوکسیلاسیون اکسیداتیو در حضور کوآنزیم - تیامین پیروفسفات، با تشکیل استیل-CoA تحت دکربوکسیلاسیون قرار می گیرد. استیل کوآنزیم A در چرخه کربس به دو مولکول CO 2 می سوزد.

1. اولین واکنش چرخه کربس تشکیل سیترات - اسید سیتریک است

2. در واکنش دوم از طریق مرحله آبگیری و تشکیل اسید سیس-اکونیتیک اسید ایزوسیتریک تشکیل می شود.

توجه داشته باشید که افزودن یک مولکول آب به سیس-اکونیتیک اسید بر خلاف قانون مارکوفنیکوف است.

3. در واکنش سوم، که به نظر می رسد سرعت چرخه کربس را محدود می کند، اسید ایزوسیتریک در حضور ایزوسیترات دهیدروژناز وابسته به NAD هیدروژنه می شود:

4. در واکنش چهارم، دکربوکسیلاسیون اکسیداتیو α-کتوگلوتاریک اسید به سوکسینیل-CoA رخ می دهد. مکانیسم این واکنش شبیه واکنش دکربوکسیلاسیون اکسیداتیو پیرووات به استیل کوآ است.



5. واکنش پنجم توسط آنزیم سوکسینیل کوآ سنتتاز کاتالیز می شود. در طی این واکنش، سوکسینیل کوآ با مشارکت تولید ناخالص داخلی و فسفات معدنی به اسید سوکسینیک (سوکسینات) تبدیل می‌شود. در همان زمان، تشکیل یک پیوند فسفات پرانرژی GTP1 به دلیل پیوند تیو اتر پر انرژی سوکسینیل-CoA رخ می دهد:

6. در واکنش ششم سوکسینات به اسید فوماریک هیدروژنه می شود. اکسیداسیون سوکسینات توسط سوکسینات دهیدروژناز کاتالیز می شود که در مولکول آن کوآنزیم FAD + به طور کووالانسی به پروتئین متصل می شود:

7. در واکنش هفتم، اسید فوماریک حاصل تحت تأثیر آنزیم فومارات هیدراتاز هیدراته می شود. محصول این واکنش اسید مالیک (مالات) است. لازم به ذکر است که فومارات هیدراتاز دارای خاصیت stereospecificity است - در طی این واکنش اسید L-مالیک (مالات) تشکیل می شود:

8. در هشتمین واکنش چرخه اسید تری کربوکسیلیک، تحت تأثیر مالات دهیدروژناز وابسته به NAD میتوکندری، L-مالات به اگزالواستات اکسید می شود:

انرژی آزاد شده در نتیجه اکسیداسیون استیل-CoA تا حد زیادی در پیوندهای فسفات پر انرژی ATP متمرکز می شود. از چهار جفت اتم هیدروژن، سه جفت از طریق NAD+ به سیستم انتقال الکترون منتقل می‌شوند. در این حالت ، برای هر جفت در سیستم اکسیداسیون بیولوژیکی ، سه مولکول ATP (در فرآیند فسفوریلاسیون اکسیداتیو مزدوج) تشکیل می شود و بنابراین در مجموع 9 مولکول ATP تشکیل می شود. یک جفت اتم از طریق FAD وارد سیستم انتقال الکترون می شود و در نتیجه 2 مولکول ATP تشکیل می شود. در طی واکنش های چرخه کربس، 1 مولکول GTP نیز سنتز می شود که معادل 1 مولکول ATP است. بنابراین، در طول اکسیداسیون استیل-CoA در چرخه کربس، 12 مولکول ATP تشکیل می شود.

نمایش شماتیک چرخه کربس:

دو آنزیم کلیدی در TCA وجود دارد:

1) سیترات سنتاز (واکنش اول)

2) ایزوسیترات دهیدروژناز (واکنش سوم)

هر دو آنزیم به صورت آلوستریک توسط ATP و NADH 2 اضافی مهار می شوند. ایزوسیترات دهیدروژناز به شدت توسط ADP فعال می شود. اگر ADP وجود نداشته باشد، این آنزیم غیرفعال است. در شرایط استراحت انرژی، غلظت ATP افزایش می یابد و سرعت واکنش های TCA کم است - سنتز ATP کاهش می یابد. ایسوسیترات دهیدروژناز توسط ATP بسیار قویتر از سیترات سنتاز مهار می شود، بنابراین، در شرایط استراحت انرژی، غلظت سیترات افزایش می یابد و با انتشار تسهیل شده در امتداد گرادیان غلظت وارد سیتوپلاسم می شود. در سیتوپلاسم سیترات به استیل کوآ تبدیل می شود که در سنتز اسیدهای چرب نقش دارد. محصولات میانی متابولیسم چرخه کربس به سمت سنتز مواد دیگر می روند. از α-کتوگلوتارات و اسید اگزالواستیک (اگزالواستات) اسیدهای آمینه سنتز می شوند، از اسید اگزالواستیک - کربوهیدرات ها، از سوکسینیل-CoA → سنتز هموگلوبین هم. کوآنزیم‌های کاهش‌یافته NADH 2 و FADH 2 در زنجیره تنفسی اکسید می‌شوند و آب، ATP و یک محصول جانبی، پراکسید هیدروژن را تشکیل می‌دهند.

چرخه اسید تری کربوکسیلیک

چرخه اسید تری کربوکسیلیک (چرخه کربس, چرخه سیترات) بخش مرکزی مسیر کلی کاتابولیسم است، یک فرآیند هوازی بیوشیمیایی چرخه ای که طی آن ترکیبات دو و سه کربنه که به عنوان محصولات واسطه ای در موجودات زنده در طی تجزیه کربوهیدرات ها، چربی ها و پروتئین ها به CO تبدیل می شوند. 2. در این مورد، هیدروژن آزاد شده به زنجیره تنفسی بافت فرستاده می شود، جایی که بیشتر به آب اکسید می شود و در سنتز یک منبع انرژی جهانی - ATP نقش مستقیم دارد.

چرخه کربس یک مرحله کلیدی در تنفس تمام سلول های مصرف کننده اکسیژن است، که محل تلاقی بسیاری از مسیرهای متابولیک در بدن است. علاوه بر نقش مهم انرژی، چرخه یک عملکرد پلاستیکی قابل توجهی نیز دارد، یعنی منبع مهمی از مولکول های پیش ساز است که از آن، در جریان دیگر تحولات بیوشیمیایی، ترکیبات مهمی برای زندگی سلولی مانند اسیدهای آمینه وجود دارد. ، کربوهیدرات ها، اسیدهای چرب و غیره سنتز می شوند.

کارکرد

  1. عملکرد یکپارچه- چرخه پیوند بین واکنش های آنابولیسم و ​​کاتابولیسم است.
  2. تابع کاتابولیک- تبدیل مواد مختلف به بسترهای چرخه ای:
    • اسیدهای چرب، پیرووات، Leu، Phen - Acetyl-CoA.
    • Arg، His، Glu - α-ketoglutarate.
    • سشوار، محدوده تیراندازی - فومارات.
  3. عملکرد آنابولیک- استفاده از بسترهای چرخه ای برای سنتز مواد آلی:
    • اگزالاستات - گلوکز، Asp، Asn.
    • سوکسینیل کوآ - سنتز هِم.
    • CO 2 - واکنش های کربوکسیلاسیون.
  4. عملکرد اهداکننده هیدروژن- چرخه کربس پروتون های زنجیره تنفسی میتوکندری را به شکل سه NADH.H + و یک FADH 2 تامین می کند.
  5. عملکرد انرژی- 3 NADH.H + 7.5 مول ATP، 1 FADH 2 1.5 مول ATP در زنجیره تنفسی می دهد. علاوه بر این، 1 GTP در چرخه توسط فسفوریلاسیون سوبسترا سنتز می شود و سپس ATP از طریق ترانس فسفوریلاسیون از آن سنتز می شود: GTP + ADP = ATP + GDP.

قوانین یادگاری

برای به خاطر سپردن آسان تر اسیدهای درگیر در چرخه کربس، یک قانون یادگاری وجود دارد:

یک آناناس کامل و یک تکه سوفله امروز در واقع ناهار من است، که مربوط به سری - سیترات، (cis-) aconitate، issocitrate، (alpha-) ketoglutarate، succinyl-CoA، سوکسینات، فومارات، مالات، اگزالواستات است.

شعر یادگاری زیر نیز وجود دارد (نویسنده آن دستیار گروه بیوشیمی KSMU E. V. Parshkova است):

پیکدر استیل لیمولجن، اما نار سیسبا یک باطلمی ترسیدم بالای سرش باشد ایزولیمونولی آلفا کتوگلوتارافسوس سوکسینیلشیا کوآنزیماوم، کهرباسیل فومارتخم مرغ، یابلوچ ek برای زمستان انبار کرد، چرخید پیکاوه دوباره

(اسید اگزالواستیک، اسید سیتریک، سیس-اکونیتیک اسید، اسید ایزوسیتریک، اسید α-کتوگلوتاریک، سوکسینیل-KoA، اسید سوکسینیک، اسید فوماریک، اسید مالیک، اسید اگزالواستیک).

نسخه دیگری از شعر

پایک استات خورد، سیترات از طریق سیس آکنیتات به دست می‌آید، با دادن NAD هیدروژن‌های ایزوسیترات می‌شود، CO2 را از دست می‌دهد، این بسیار خوشحال است که اکسیداسیون آلفا کتوگلوتارات در حال آمدن است - NAD هیدروژن TDP را دزدید، کوآنزیم CO 2 و انرژی را به سختی می‌گیرد. بلافاصله در سوکسینیل ظاهر شد GTP متولد شد و سوکسینات باقی ماند، حالا او به FAD رسید - برای آن آب فومارات نوشید، و در اینجا به مالات تبدیل شد تا مالات NAD آمد، هیدروژن های بدست آمده پایک دوباره ظاهر شد و بی سر و صدا پنهان شد و به دنبال استات بود...

یادداشت

پیوندها

  • چرخه اسید تری کربوکسیلیک

چرخه اسید تری کربوکسیلیک (TsTK) یا چرخه اسید سیتریکیا چرخه کربسمسیر تبدیل اکسیداتیو اسیدهای دی و تری کربوکسیلیک که به عنوان محصولات واسطه در طی تجزیه و سنتز پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات ها تشکیل می شوند.

چرخه اسید تری کربوکسیلیک در سلول های همه موجودات وجود دارد: گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم ها.

این چرخهاست اساس متابولیسمو اجرا می کند دومهم کارکرد:

- تامین انرژی بدن ;

- ادغام تمام جریان های متابولیک اصلی، هر دو کاتابولیک (تجزیه زیستی) و آنابولیک (بیوسنتز) .

به شما یادآوری می کنم که واکنش های هوازی گلیکولیزمحلی شده در سیتوپلاسمسلول ها و منجر به تشکیل پیروات (پی وی سی).

!!! متعاقب دگرگونی پیروات جاری شدن به ماتریکس میتوکندری.

در ماتریس، پیروات تبدیل به استیل کوآ ترکیب ماکرو ارژیک. واکنش توسط یک آنزیم کاتالیز می شود پیرووات دکربوکسیلاز وابسته به NAD:

فرم بازیابی شده NADH∙H + ,تشکیل شده در نتیجه این واکنش، وارد می شود زنجیره تنفسیو تولید می کند 6 مولکول ATP(بر حسب 1 مولکول گلوکز).

!!! TCA دنباله ای از هشت واکنش است که در ماتریس رخ می دهد میتوکندری (برنج. 9.6):

برنج. 9.6. طرح چرخه اسید تری کربوکسیلیک

1) برگشت ناپذیرواکنش متراکم شدن استیل کوآ شرکت اگزالواستیک اسید (اگزالواستات) که توسط آنزیم کاتالیز می شود سیترات سنتتاز، با تحصیلات اسید سیتریک (سیترات ).

2) برگشت پذیرواکنش ایزومریزاسیون اسید سیتریک (سیترات ) V اسید ایزوسیتریک (ایزوسیترات )، که در طی آن انتقال یک گروه هیدروکسیل به اتم کربن دیگر، توسط یک آنزیم کاتالیز می شود آکونیتاز .

واکنش از طریق آموزش و پرورش می آید محصول میانی
سیس آکانیتیک اسید (cis aconitate ).

3) برگشت ناپذیرواکنش دکربوکسیلاسیون اکسیداتیو اسید ایزوسیتریک (ایزوسیترات ): گروه هیدروکسی اسید ایزوسیتریکاکسید شده به یک گروه کربونیلبا استفاده از فرم اکسید شده بیش از + و در همان زمان گروه کربوکسیل جدا می شود
موقعیت β
با آموزش α-کتوگلوتاریک اسید
(α-کتوگلوتارات ). محصول میانی این واکنش اسید اگزالوسوکسینیک (اگزالوسوکسینات ).

این اولین واکنش چرخه ای است که در آن شکل اکسید شده NAD + -کوآنزیم به NADH ∙ H +، آنزیم ایزوسیترات دهیدروژناز کاهش می یابد.

فرم بازیابی شده NADH∙Nمربوط می شه به زنجیره تنفسی، در آنجا اکسید می شود بیش از +، که منجر به تشکیل می شود 2 مولکول ATP .

4) برگشت پذیرواکنش دکربوکسیلاسیون اکسیداتیو
α-کتوگلوتاریک اسید قبل از ماکرو ارژیکاتصالات سوکسینیل-CoA . واکنش توسط یک آنزیم کاتالیز می شود کمپلکس 2-اکسوگلوتارات دهیدروژناز.


5) واکنشتنها واکنش در چرخه است. توسط یک آنزیم کاتالیز می شود سوکسینیل کوآ سنتتازدر این واکنش سوکسینیل-CoAستاره دار گوانودین دی فسفات (تولید ناخالص ملی ) و فسفات معدنی (H3PO4 ) تبدیل می شود به سوکسینیک اسید (سوکسیناسیون ).

!!! در همان زمان، سنتز ترکیب ماکروارژیک GTP در هزینهاتصال ماکروارژیک باند تیو اترسوکسینیل-CoA.

6) واکنش هیدروژن زدایی سوکسینیک اسید (سوکسیناسیون ) با تحصیلات اسید فوماریک (فومارات).

واکنش توسط یک آنزیم پیچیده کاتالیز می شود سوکسینات دهیدروژناز، در مولکول آن کوآنزیم FAD +به صورت کووالانسی متصل می شود، اما توسط بخش پروتئینی آنزیم. فرم اکسید شده FAD +در نتیجه واکنش به کاهش می یابد FAD∙H 2.

فرم بازیابی شده FAD∙H 2مربوط می شه به زنجیره تنفسی، در آنجا به شکل اکسید شده بازسازی می شود FAD +، که منجر به تشکیل می شود دومولکول ها ATP.

7) واکنش هیدراتاسیون اسید فوماریک (فومارات ) قبل از اسید مالیک (مالات فوماراز.

8) واکنش هیدروژن زدایی اسید مالیک قبل از اسید اگزالاستیک (اگزالواستات ). واکنش توسط یک آنزیم کاتالیز می شود NAD+ وابسته به مالات دهیدروژناز.

در نتیجه واکنش، اکسید شده شکل می گیرد NAD در حال بهبودی استبه شکل بازیابی شده NADH∙H +.

فرم بازیابی شده NADH∙Nمربوط می شه به زنجیره تنفسی، در آنجا اکسید می شود بیش از +، که منجر به تشکیل می شود 2 مولکول ATP.

معادله خلاصه CTC را می توان به صورت زیر نوشت:

استیل کوآ + 3NAD + + FAD + + تولید ناخالص داخلی + H 3 PO 4 =

2CO 2 + H 2 O + HS-CoA + 3NADH ∙ H + FAD ∙ H 2 + GTP

همانطور که از طرح معادله کل CTC در این فرآیند مشاهده می شود، موارد زیر بازیابی می شوند:

سه مولکول NADH∙N(واکنش های 3، 4، 8)؛

یک مولکول FAD∙H 2(واکنش 6).

در طی اکسیداسیون هوازی این مولکول ها در زنجیره انتقال الکترون در فرآیند فسفوریلاسیون اکسیداتیو، در طی اکسیداسیون تشکیل می شود:

- یکیمولکول ها NADH∙N3 مولکول ها ATP ;

- یکیمولکول ها FAD∙H 22 مولکول ها ATP.

- یکیمولکول GTPدر واکنش تشکیل شده است فسفوریلاسیون سوبسترا (واکنش 5).

همه اینها به میزان زیر خواهد بود: 9 (3x3) ATP + 2 ATP + 1 ATP (GTP ) = 12 ATP . از این رو، تعادل انرژیاکسیداسیون استیل کوآ (2 مولکول ها پیروات از جانب گلیکولیز هوازی) V TsTKاست 24 مولکول ATP .

!!! اکسیداسیون کامل گلوکز :

8 مولکول ATP گلیکولیز + 6 مولکول ATP دکربوکسیلاسیون اکسیداتیو پیرووات به cetyl-CoA + 24 مولکول ATP CTK =
38 مولکول ATP به ازای هر مولکول گلوکز

استیل-SCoA تشکیل شده در واکنش PVC- دهیدروژناز سپس وارد می شود چرخه اسید تری کربوکسیلیک(CTC، چرخه اسید سیتریک، چرخه کربس). علاوه بر پیرووات، کتو اسیدهای ناشی از کاتابولیسم در چرخه نقش دارند. آمینو اسیدیا هر ماده دیگری

چرخه اسید تری کربوکسیلیک

چرخه اجرا می شود ماتریکس میتوکندریو نمایندگی می کند اکسیداسیونمولکول ها استیل-SCoAدر هشت واکنش متوالی

در اولین واکنش آنها به هم متصل می شوند استیلو اگزالواستات(اسید اگزالواستیک) تشکیل شود سیترات(اسید سیتریک)، سپس اسید سیتریک به ایزومریزه تبدیل می شود ایزوسیتراتو دو واکنش هیدروژن زدایی با انتشار همزمان CO 2 و کاهش NAD.

در واکنش پنجم، GTP تشکیل می شود، این واکنش است فسفوریلاسیون سوبسترا. بعد، هیدروژن زدایی وابسته به FAD به صورت متوالی اتفاق می افتد سوکسیناسیون(سوکسینیک اسید)، هیدراتاسیون فوماریکاسید بالا مالات(اسید مالیک)، سپس هیدروژن زدایی وابسته به NAD با تشکیل اگزالواستات.

در نتیجه، پس از هشت واکنش چرخه از نواگزالواستات تشکیل می شود .

سه واکنش آخر به اصطلاح موتیف بیوشیمیایی را تشکیل می دهند (هیدروژناسیون وابسته به FAD، هیدراتاسیون و هیدروژن زدایی وابسته به NAD، برای وارد کردن یک گروه کتو به ساختار سوکسینات استفاده می شود. این موتیف در واکنش های اکسیداسیون بتا اسید چرب نیز وجود دارد. به ترتیب معکوس (کاهش، deهیدراتاسیون و بازیابی) این موتیف در واکنش های سنتز اسیدهای چرب مشاهده می شود.

عملکردهای DTC

1. انرژی

  • نسل اتم های هیدروژنبرای عملکرد زنجیره تنفسی، یعنی سه مولکول NADH و یک مولکول FADH2،
  • سنتز تک مولکولی GTP(معادل ATP).

2. آنابولیک. در CTC تشکیل می شوند

  • پیش ساز هِم سوکسینیل-SCoA,
  • اسیدهای کتو که می توانند به اسیدهای آمینه تبدیل شوند - α-کتوگلوتاراتبرای اسید گلوتامیک، اگزالواستاتبرای آسپارتیک،
  • اسید لیموبرای سنتز اسیدهای چرب استفاده می شود،
  • اگزالواستات، برای سنتز گلوکز استفاده می شود.

واکنش های آنابولیک TCA

تنظیم چرخه اسید تری کربوکسیلیک

تنظیم آلوستریک

آنزیم هایی که واکنش های 1، 3 و 4 TCA را کاتالیز می کنند، به تنظیم آلوستریکمتابولیت ها:

تنظیم در دسترس بودن اگزالواستات

رئیسو پایه ایتنظیم کننده TCA اگزالواستات یا به عبارت بهتر در دسترس بودن آن است. حضور اگزالواستات استیل-SCoA را در چرخه TCA دخالت می دهد و این فرآیند را آغاز می کند.

معمولا سلول دارد تعادلبین تشکیل استیل-SCoA (از گلوکز، اسیدهای چرب یا اسیدهای آمینه) و مقدار اگزالواستات. منبع اگزالواستات است پیروات، (از گلوکز یا آلانین تشکیل شده است)، مشتق شده از آسپارتیک اسددر نتیجه ترانس آمیناسیون یا چرخه AMP-IMF و همچنین از اسیدهای میوهخود چرخه (سوکسینیک، α-کتوگلوتاریک، مالیک، سیتریک)، که می تواند در طی کاتابولیسم اسیدهای آمینه ایجاد شود یا از فرآیندهای دیگر حاصل شود.

سنتز اگزالواستات از پیرووات

تنظیم فعالیت آنزیم پیروات کربوکسیلازبا مشارکت انجام شد استیل-SCoA. آلوستریک است فعال کنندهآنزیم، و بدون آن، پیروات کربوکسیلاز عملا غیر فعال است. هنگامی که استیل-SCoA تجمع می یابد، آنزیم شروع به کار می کند و اگزالواستات تشکیل می شود، اما، البته، فقط در حضور پیرووات.

همچنین بیشتر آمینو اسیددر طول کاتابولیسم خود، آنها می توانند به متابولیت های TCA تبدیل شوند، که سپس به اگزالواستات می روند، که همچنین فعالیت چرخه را حفظ می کند.

پر کردن مخزن متابولیت های TCA از اسیدهای آمینه

واکنش های پر کردن چرخه با متابولیت های جدید (اگزالواستات، سیترات، α-کتوگلوتارات و غیره) نامیده می شود. آناپلروتیک.

نقش اگزالواستات در متابولیسم

نمونه ای از نقش مهم اگزالواستاتبرای فعال کردن سنتز اجسام کتون و کتواسیدوزپلاسمای خون در ناکافیمقدار اگزالواستات در کبد. این وضعیت در خلال جبران دیابت ملیتوس وابسته به انسولین (دیابت نوع 1) و در هنگام گرسنگی مشاهده می شود. با این اختلالات، فرآیند گلوکونئوژنز در کبد فعال می شود، یعنی. تشکیل گلوکز از اگزالواستات و سایر متابولیت ها که منجر به کاهش مقدار اگزالواستات می شود. فعال شدن همزمان اکسیداسیون اسیدهای چرب و تجمع استیل-SCoA باعث ایجاد یک مسیر پشتیبان برای استفاده از گروه استیل می شود - سنتز اجسام کتون. در این حالت، بدن اسیدی شدن خون را توسعه می دهد ( کتواسیدوز) با تصویر بالینی مشخص: ضعف، سردرد، خواب آلودگی، کاهش تون عضلانی، دمای بدن و فشار خون.

تغییر در سرعت واکنش های TCA و دلایل تجمع اجسام کتون در شرایط خاص

روش تنظیم توصیف شده با مشارکت اگزالواستات، تصویری از فرمولاسیون زیبا است. چربی ها در شعله کربوهیدرات ها می سوزنداین نشان می دهد که "شعله سوزان" گلوکز منجر به ظهور پیروات می شود و پیرووات نه تنها به استیل-SCoA، بلکه به استیل-SCoA نیز تبدیل می شود. اگزالواستاتوجود اگزالواستات گنجاندن یک گروه استیل را تضمین می کند اسیدهای چرببه شکل استیل-SCoA، در اولین واکنش TCA.

در مورد "سوزاندن" اسیدهای چرب در مقیاس بزرگ که در طول ماهیچه ها مشاهده می شود کار فیزیکیو در کبد روزه داری، سرعت ورود استیل-SCoA در واکنش TCA مستقیماً به مقدار اگزالواستات (یا گلوکز اکسید شده) بستگی دارد.

اگر مقدار اگزالواستات در هپاتوسیتکافی نیست (گلوکز ندارد یا به پیرووات اکسید نمی شود)، سپس گروه استیل به سمت سنتز اجسام کتون می رود. این زمانی اتفاق می افتد که روزه داری طولانی مدتو دیابت نوع 1.

با دوستان به اشتراک بگذارید یا برای خود ذخیره کنید:

بارگذاری...